×
20.01.2013
216.012.1dbd

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИФРОАНАЛОГОВОГО СИГНАЛА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ БОРТОВЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к бортовым системам управления угловым движением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Техническим результатом изобретения является повышение динамической точности управления и устранение дефицита управления. Устройство формирования цифроаналогового сигнала управления для бортовых систем управления угловым движением беспилотных летательных аппаратов содержит цифровой задатчик сигнала управления, элемент сравнения, первый усилитель, цифровой датчик угла, датчик угловой скорости, второй усилитель, первый сумматор, цифроаналоговый преобразователь, цифровое дифференцирующее звено, третий усилитель и второй сумматор. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к бортовым системам управления угловым движением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Известен способ формирования сигнала управления для системы управления, при котором задают управляющий сигнал, измеряют регулируемые координаты и формируют управляющее воздействие на исполнительные приводы БПЛА [1].

Известно устройство формирования сигнала управления, содержащее задатчик сигнала управления, датчик угла, датчик угловой скорости и формирователь управляющего воздействия [1].

Недостатками известных способа и устройства являются ограниченность выбора коэффициента усиления обратной связи по датчику угловой скорости, ограниченность возможностей управления и дефицит управления.

Наиболее близким способом к предлагаемому является способ формирования цифроаналогового сигнала управления для бортовых систем управления угловым движением беспилотных летательных аппаратов, заключающийся в том, что измеряют текущий цифровой сигнал углового положения летательного аппарата, измеряют аналоговый сигнал угловой скорости летательного аппарата, задают цифровой сигнал управления, формируют цифровой сигнал рассогласования между текущим цифровым сигналом углового положения и заданным цифровым сигналом управления, усиливают полученный цифровой сигнал рассогласования, усиливают аналоговый сигнал угловой скорости, преобразуют цифровую компоненту сигнала управления в сигнал аналоговой формы, суммируют преобразованный сигнал цифровой компоненты сигнала управления аналоговой формы с усиленным аналоговым сигналом угловой скорости, полученный суммарный сигнал является выходным сигналом управления [2].

Наиболее близким устройством к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее последовательно соединенные цифровой задатчик сигнала управления, элемент сравнения и первый усилитель, цифровой датчик угла, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения, последовательно соединенные аналоговый датчик угловой скорости, второй усилитель и первый сумматор, выход которого является выходом устройства, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с входом первого сумматора [2].

Недостатками известных способа и устройства являются ограниченные функциональные возможности, невысокая динамическая точность управления и дефицит управления.

Решаемой в предложенных способе и устройстве технической задачей является расширение функциональных возможностей, повышение динамической точности управления и устранение дефицита управления.

Указанный технический результат достигается тем, что в известный способ формирования цифроаналогового сигнала управления для бортовых систем управления угловым движением БПЛА, заключающийся в том, что измеряют текущий цифровой сигнал углового положения летательного аппарата, измеряют аналоговый сигнал угловой скорости летательного аппарата, задают цифровой сигнал управления, формируют цифровой сигнал рассогласования между текущим цифровым сигналом углового положения и заданным цифровым сигналом управления, усиливают полученный цифровой сигнал рассогласования, усиливают аналоговый сигнал угловой скорости, преобразуют цифровую компоненту сигнала управления в сигнал аналоговой формы, суммируют преобразованный сигнал цифровой компоненты сигнала управления аналоговой формы с усиленным аналоговым сигналом угловой скорости, полученный суммарный сигнал является выходным сигналом управления, дополнительно выделяют цифровой сигнал производной сигнала рассогласования, усиливают цифровой сигнал производной сигнала рассогласования, формируют цифровую компоненту сигнала управления суммированием усиленного цифрового сигнала рассогласования и усиленного цифрового сигнала производной сигнала рассогласования, при этом коэффициент усиления цифрового сигнала производной сигнала рассогласования составляет (0,2÷1,5) коэффициента усиления аналогового сигнала угловой скорости летательного аппарата.

Указанный технический результат достигается также тем, что в известное устройство формирования сигнала управления, содержащее последовательно соединенные цифровой задатчик сигнала управления, элемент сравнения и первый усилитель, цифровой датчик угла, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения, последовательно соединенные аналоговый датчик угловой скорости, второй усилитель и первый сумматор, выход которого является выходом устройства, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен со входом первого сумматора, дополнительно введены последовательно соединенные цифровое дифференцирующее звено, вход которого соединен с выходом элемента сравнения, третий усилитель и второй сумматор, вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход - со входом цифроаналогового преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема устройства формирования цифроаналогового сигнала управления, реализующая предложенный способ.

Устройство формирования цифроаналогового сигнала управления содержит последовательно соединенные цифровой задатчик сигнала управления 1 (ЦЗСУ), элемент сравнения 2 (ЭС) и первый усилитель 3 (1У), цифровой датчик угла 4 (ЦДУ), выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения 2, последовательно соединенные аналоговый датчик угловой скорости 5 (АДУС), второй усилитель 6 (2У) и первый сумматор 7 (1C), выход которого является выходом устройства, цифроаналоговый преобразователь 8 (ЦАП), выход которого соединен со входом первого сумматора 7, последовательно соединенные цифровое дифференцирующее звено 9 (ЦДЗ), вход которого соединен с выходом элемента сравнения 2, третий усилитель 10 (3У) и второй сумматор 11 (2С), вход которого соединен с выходом первого усилителя 3, а выход - со входом цифроаналогового преобразователя 8.

Устройство, реализующее предложенный способ, работает следующим образом.

Измеряют датчиком 4 текущий цифровой сигнал углового положения БПЛА φ(t) с тактовой частотой fT, измеряют датчиком 5 аналоговый сигнал угловой скорости ωφ(t) летательного аппарата, задатчиком 1 задают цифровой управляющий сигнал φзад(t), элементом сравнения 2 формируют цифровой сигнал рассогласования между текущим цифровым сигналом углового положения и заданным цифровым сигналом управления

первым усилителем 3 усиливают полученный сигнал рассогласования Δφ(t) с коэффициентом К0, то есть получают цифровую компоненту сигнала управления

усилителем 6 усиливают аналоговый сигнал угловой скорости летательного аппарата с коэффициентом K1 и получают демпфирующую аналоговую компоненту сигнала управления

Формируют блоком 9 цифровой сигнал производной сигнала рассогласования с тактовой частотой fT например, на основе вычисления скорости приращения сигнала рассогласования

где TT=1/fT;

i - i-й шаг такта бортовой цифровой вычислительной машины.

Усиливают цифровой сигнал производной сигнала рассогласования усилителем 9 с коэффициентом К2, получают сигнал

На сумматоре 11 формируют цифровую компоненту сигнала управления u4 суммированием усиленного цифрового сигнала рассогласования u1 и усиленного сигнала цифровой производной сигнала рассогласования u3, то есть

Преобразуют цифровую компоненту сигнала управления u4 преобразователем 8 в сигнал аналоговой формы u5, например, на основе экстраполятора 0-го порядка [3], суммируют сигнал цифровой компоненты аналоговой формы u5 сумматором 7 с усиленным аналоговым сигналом угловой скорости u2, получают выходной сигнал управления

который является выходным сигналом устройства.

Необходимо отметить, что для обеспечения эффективности и устойчивости процессов управления коэффициент усиления сигнала цифровой производной сигнала рассогласования К2 составляет (0,2÷1,5) коэффициента усиления аналогового сигнала угловой скорости летательного аппарата K1 по условиям эффективности и устойчивости управления.

Все функции формирования сигнала управления и звенья устройства могут быть реализованы на элементах автоматики и вычислительной техники и программно-алгоритмически.

Таким образом, предложенное решение позволяет расширить функциональные возможности системы, повысить динамическую точность управления и восполнить дефицит управления.

Источники информации

1. И.А.Михалев и др. Системы автоматического управления самолетом. - М.: Машиностроение, 1987 г., с.174.

2. Патент №2367992 от 20.09.2009 г., G05D 1/00.

3. Б.Куо. Теория и проектирование цифровых систем управления. М.: Машиностроение, 1986 г., с.32-36, 63.


СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИФРОАНАЛОГОВОГО СИГНАЛА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ БОРТОВЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 61.
10.05.2013
№216.012.3d43

Система стабилизации углового движения космического аппарата

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в бортовых системах управления космическими аппаратами. Система стабилизации углового движения космического аппарата содержит три канала управления, каждый канал управления содержит задатчик сигнала управления, датчик угловой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481250
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.07.2013
№216.012.586c

Способ повышения теплоотдачи и радиационной защиты электронных блоков

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к электронным блокам, работающим в условиях действия повышенных радиационных и тепловых нагрузок. Технический результат - усиление радиационной защиты электронных блоков, их защиты от электростатических разрядов и электромагнитных помех и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488244
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.08.2013
№216.012.61de

Способ формирования сигнала управления угловым движением нестационарного летательного аппарата и устройство для его осуществления

Изобретение относится к устройствам управления для бортовых систем управления угловым движением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в широком диапазоне высот и скоростей полета при действии интенсивных внешних возмущений. Техническим результатом изобретения является расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490686
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.61e9

Способ функционального контроля и резервирования плат измерительного канала угловой скорости космического аппарата и устройство для его реализации

Изобретение относится к области систем функционального резервирования электронных плат, а именно к резервированию плат измерительного канала космического аппарата. Отличием способа функционального резервирования измерительного канала является то, что определяют сигналы приращений каждого из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490697
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.08.2013
№216.012.656b

Способ формирования цифроаналогового адаптивного сигнала стабилизации углового положения летательного аппарата по курсу и устройство для его осуществления

Изобретение относится к устройствам управления для бортовых систем стабилизации углового движения летательного аппарата. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение динамической точности и восполнение дефицита управления в канале курса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491600
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.656c

Способ формирования цифроаналогового адаптивного сигнала управления летательным аппаратом с переменной структурой и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бортовым цифроаналоговым устройствам для систем автоматического управления существенно нестационарными беспилотными летательными аппаратами (ЛА). Техническим результатом изобретения является повышение точностных характеристик управления, расширение функциональных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491601
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.656d

Способ формирования цифроаналогового сигнала стабилизации углового положения летательного аппарата по курсу и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу и устройству управления для бортовых систем стабилизации углового положения летательного аппарата. Техническим результатом изобретения является повышение динамической точности управления и повышение степени бездефицитности управления. Устройство содержит цифровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491602
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.10.2013
№216.012.741a

Способ определения неисправностей гироскопического измерителя вектора угловой скорости космического аппарата и устройство для его реализации

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к контролю исправности гироскопических измерителей вектора угловой скорости космического аппарата. Отличием предложенного технического решения является то, что способ формируют пять пороговых сигналов, сигналы норм гирокватернионов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495379
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.12.2013
№216.012.8cc5

Способ ориентации космического аппарата и устройство для его реализации

Изобретение относится к космической технике, а именно к системам управления космическим аппаратом (КА). Устройство для ориентации космического аппарата содержит одиннадцать сумматоров, пять усилителей, два нормально разомкнутых переключателя, пять нормально замкнутых переключателей, четыре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501720
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.03.2014
№216.012.abc9

Способ управления ориентацией солнечной батареи космического аппарата с защитой от кратковременных сбоев информации об угловом положении солнечной батареи

Изобретение относится к системам электроснабжения космических аппаратов (КА) с использованием солнечных батарей (СБ). Способ заключается в том, что определяют заданный угол СБ, измеряют ее текущий угол и вычисляют расчетный угол по угловой скорости СБ и времени ее вращения. Определяют углы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509692
Дата охранного документа: 20.03.2014
Показаны записи 1-10 из 82.
10.05.2013
№216.012.3d43

Система стабилизации углового движения космического аппарата

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в бортовых системах управления космическими аппаратами. Система стабилизации углового движения космического аппарата содержит три канала управления, каждый канал управления содержит задатчик сигнала управления, датчик угловой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481250
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.07.2013
№216.012.586c

Способ повышения теплоотдачи и радиационной защиты электронных блоков

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к электронным блокам, работающим в условиях действия повышенных радиационных и тепловых нагрузок. Технический результат - усиление радиационной защиты электронных блоков, их защиты от электростатических разрядов и электромагнитных помех и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488244
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.08.2013
№216.012.61de

Способ формирования сигнала управления угловым движением нестационарного летательного аппарата и устройство для его осуществления

Изобретение относится к устройствам управления для бортовых систем управления угловым движением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в широком диапазоне высот и скоростей полета при действии интенсивных внешних возмущений. Техническим результатом изобретения является расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490686
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.61e9

Способ функционального контроля и резервирования плат измерительного канала угловой скорости космического аппарата и устройство для его реализации

Изобретение относится к области систем функционального резервирования электронных плат, а именно к резервированию плат измерительного канала космического аппарата. Отличием способа функционального резервирования измерительного канала является то, что определяют сигналы приращений каждого из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490697
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.08.2013
№216.012.656b

Способ формирования цифроаналогового адаптивного сигнала стабилизации углового положения летательного аппарата по курсу и устройство для его осуществления

Изобретение относится к устройствам управления для бортовых систем стабилизации углового движения летательного аппарата. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение динамической точности и восполнение дефицита управления в канале курса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491600
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.656c

Способ формирования цифроаналогового адаптивного сигнала управления летательным аппаратом с переменной структурой и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бортовым цифроаналоговым устройствам для систем автоматического управления существенно нестационарными беспилотными летательными аппаратами (ЛА). Техническим результатом изобретения является повышение точностных характеристик управления, расширение функциональных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491601
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.656d

Способ формирования цифроаналогового сигнала стабилизации углового положения летательного аппарата по курсу и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу и устройству управления для бортовых систем стабилизации углового положения летательного аппарата. Техническим результатом изобретения является повышение динамической точности управления и повышение степени бездефицитности управления. Устройство содержит цифровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491602
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.10.2013
№216.012.741a

Способ определения неисправностей гироскопического измерителя вектора угловой скорости космического аппарата и устройство для его реализации

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к контролю исправности гироскопических измерителей вектора угловой скорости космического аппарата. Отличием предложенного технического решения является то, что способ формируют пять пороговых сигналов, сигналы норм гирокватернионов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495379
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.12.2013
№216.012.8cc5

Способ ориентации космического аппарата и устройство для его реализации

Изобретение относится к космической технике, а именно к системам управления космическим аппаратом (КА). Устройство для ориентации космического аппарата содержит одиннадцать сумматоров, пять усилителей, два нормально разомкнутых переключателя, пять нормально замкнутых переключателей, четыре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501720
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.03.2014
№216.012.abc9

Способ управления ориентацией солнечной батареи космического аппарата с защитой от кратковременных сбоев информации об угловом положении солнечной батареи

Изобретение относится к системам электроснабжения космических аппаратов (КА) с использованием солнечных батарей (СБ). Способ заключается в том, что определяют заданный угол СБ, измеряют ее текущий угол и вычисляют расчетный угол по угловой скорости СБ и времени ее вращения. Определяют углы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509692
Дата охранного документа: 20.03.2014
+ добавить свой РИД