Скачать Труды МИЭА выпуск 6

Скачать Труды МИЭА выпуск 6

Статья 1
УДК 629.7.05
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫРАВНИВАНИЯ ТРАЕКТОРИИ НА ПОСАДКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕРЦЕПТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ

А. В. ГРЕБЁНКИН, д. т. н., профессор
ОАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5
В статье рассматриваются алгоритмы вычислительной системы управления полетом, формирующие сигналы на руль высоты и интерцепторы для обеспечения автоматического выравнивания траектории на посадке по категории IIIС, применительно к самолету Ту-204СМ.
Ключевые слова: автоматическое выравнивание, погоня за «целью», минимизация перегрузки касания, основной и вспомогательный управляющие сигналы.
Литература
1. Гребенкин А .В. Способ управления движением самолета при посадке. Авторское свидетельство № 1819805. Заявка № 4772842. Приоритет изобретения от 22.12.89. Зарегистрировано 12.10.92 г.
2. Отв. исполнитель Кузьмин В. П. Оценка эффективности системы НУПС при автоматической посадке самолета Ил-96-300, отчет ЦАГИ, 1996.
3. Гребенкин А. В., Ципенко В. Г. Моделирование посадки самолета Ту-204 с использованием алгоритмов ВСУП, АСШУ и непосредственного управления подъемной силой. В кн.: Вопросы исследования летной эксплуатации ВС в особых ситуациях: Межвузовский сборник научных трудов. — Москва: МГТУ ГА, 1997. — 136 с.
4. Гребенкин А. В. Реализация системы активной коррекции траектории полёта (САКТП) на самолёте Ту-334. V Международная научно-техническая конференция. Чкаловские чтения. Сборник материалов. — Егорьевск: ЕАТК ГА, 2004. — 258 с.
5. Гребенкин А. В., Рисухин В. Н. Реализация концепции многорежимного активного помощника пилота. Научный вестник МГТУГА №50. Серия «Аэродинамики и прочность» — Москва: МГТУ ГА, 2002. — 84 — 89 с.

DEVELOPMENT OF TRAJECTORY A UTOFLARE ALGORITHM ON LANDING WITH SPOOLER SYSTEM USAGE

A. V. GREBYONKIN, D. Sc. in Engineering, professor
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ JSC
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia
In article algorithms of the computing system the flight controls forming signals on an elevator and spoilers for ensuring of automatic alignment of a trajectory on planting on category IIIс, with reference to plane Tu-204SM are considered.
Keywords: self-leveling.

Статья 2
УДК 621.391.14
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕКОММУТАТИВНЫХ ПОВОРОТОВ В АЛГОРИТМАХ ОРИЕНТАЦИИ БИНС МЕТОДОМ АКСОИДОВ

О. А. БАБИЧ, д. т. н., профессор
ОАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5

Некоммутативное вращение, или конинг, представляет собой вид механического движения твёрдого тела с одной неподвижной точкой, которое возникает при условии, что в процессе движения вектор угловой скорости этого тела изменяет своё направление в инерциальном пространстве. Движение твёрдого тела с одной неподвижной точкой всегда можно описать как движение подвижного аксоида, катящегося без скольжения по неподвижному, референцному аксоиду. В данной статье явление конинга исследуется с помощью наглядного метода аксоидов, при этом удаётся получить точные решения для движения тела в некоторых модельных случаях. Такие решения используются как эталоны для оценки качества реальных алгоритмов БИНС, а также для синтеза новых алгоритмов с улучшенными показателями качества
Ключевые слова: БИНС, алгоритмы ориентации, некоммутативный поворот, конинг, лазерный гироскоп, метод аксоидов, мгновенная ось вращения.
Литература
1. Bortz, J. E. A new mathematical formulation for strapdown inertial navigation // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, AES-7(1), 1971. — 61-66.
2. Savage, P. G. Strapdown Analytics. Strapdown Associates Inc., Maple Plan, Minnesota, 2007.
3. Savage, P. G. Computational Elements For Strapdown Systems. Low Cost Navigation Sensors and Integration Technology, RTO-EN-SET-116, NATO, Brussels, 2009.
4. Понтрягин Л. С. Обыкновенные дифференциальные уравнения. М: Наука, 1965 — 332 с.
5. Ишлинский А. Ю., Борзов В. И., Степаненко Н. П. Лекции по теории гироскопов. М.: Изд-во МГУ, 1983. — 248 с.
6. Богданов О. Н, Коростелева С. С., Кухтевич С. Е., Фомичев А. В. О выборе алгоритма и тактовой частоты расчета матрицы ориентации для БИНС // Труды МИЭА. Выпуск 2, 2010. с. 60-67.
7. Zongtao Li, Tiejun Wu, Longhua Ma. A Coning Compensation Algorithm for SINS in High Dynamic Motion. Control Engineering and Applied Informatics, Vol.13, No.3, pp.32-40.
8. Лойцянский Л. Г., Лурье А. И. Курс теоретической механики, том 1. М: ГИТТЛ, 1957. — 378 с.
9. Панов А. П. Математические основы теории инерциальной ориентации. Киев: Наукова думка. 1995. — 279 с.

ANALYZING NONCOMMUTATIVITY ERRORS OF SINS BY MEANS OF AXOIDS’ METHOD

O. A. BABICH, DSc in Engineering, professor
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ JSC
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia
Noncommutativity rotation, or coning, is a form of mechanical motion of a rigid body with one fixed point. This phenomenon reveals itself when angular velocity vector changes its orientation in inertial space during the motion. Any motion of a rigid body with one fixed point can always be represented by a rolling movement of a moving axoid around the fixed one. In this article, this rather vague phenomenon of noncommutativity motion is analyzed by means of obvious axoids’ method. This approach allows us to find exact solutions for body motion in certain typical cases. These solutions can be used as patterns for assessing the quality of real SINS algorithms and to improve them.
Keywords: SINS, orientation algorithms, noncommutativity rotation, coning, laser gyro, axoids’ method, instant rotation axis.

Статья 3
УДК 629.7.05
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ОШИБОК БИНС В СЛУЧАЕ КРАТКОВРЕМЕННОГО И НЕРЕГУЛЯРНОГО НАЛИЧИЯ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ИНФОРМАЦИИ

В. В. Акишин, к. т. н.
ОАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5

В статье рассмотрена методика послеполетной оценки инструментальных погрешностей БИНС по траекторным данным, использование которой возможно при кратковременном и нерегулярном поступлении внешней корректирующей информации. Дано краткое описание и теоретическое обоснование предлагаемой методики и приведен пример ее использования при анализе результатов летного эксперимента.
Ключевые слова: инструментальные ошибки, полетная информация.
Литература
1. Акишин В. В. Результаты испытаний БИНС на базе лазерных гироскопов для дальнемагистральных самолетов гражданской авиации. Материалы XI конференции молодых ученых «Навигация и управление движением» // Гироскопия и навигация. — 2009. —№ 2 (65).
2. Акишин В. В. Построение моделей и анализ ошибок инерциальной навигационной системы по экспериментальным траекторным данным // Актуальные проблемы российской космонавтики. Материалы ХХХII академических чтений по космонавтике. — М.: Комиссия РАН по разработке научного наследия пионеров освоения космического пространства, 2008. — 540 с.
3. Акишин В. В. Основные особенности анализа и идентификации навигационных ошибок бесплатформенной навигационной системы по экспериментальным траекторным данным при полете по сложной траектории // Актуальные проблемы российской космонавтики. Материалы ХХХIII академических чтений по космонавтике. — М.: Комиссия РАН по разработке научного наследия пионеров освоения космического пространства, 2009. —582 с.
4. Акишин В. В. Особенности анализа ошибок БИНС по экспериментальным траекторным данным // Вопросы оборонной техники. Научно-технический сборник. Серия 9, вып.1 (236)-2(237), 2009. С. 27-33.
5. Salychev S. O. Applied Inertial Navigation: Problems and Solutions, BMSTU Press, Moscow, Russia, 2004.
6. Акишин В. В. Основные особенности анализа ошибок бесплатформенной инерциальной навигационной системы по экспериментальным траекторным данным. // Новости навигации. — 2009. — № 2.

THE PROCEDURE OF IRS’S INSTRUMENTAL ERRORS ESTIMATION IN CASE OF IRREGULAR TRANSITORY CORRECTION DATA

V. V. AKISHIN, PhD in Engineering,
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ JSC
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia

The article describes the procedure of IRS’s postflight instrumental errors estimation using trajectory information. The estimation procedure operates on the basis of irregular transitory correction data from external source. The article includes the procedure’s short description, its theoretical justification and an example of error estimation based on flight test experiment.
Keywords: instrumental errors, flight data.

Статья 4
УДК 531.775
АЛГОРИТМ ИМИТАЦИИ ПОКАЗАНИЙ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ ПО ТРАЕКТОРНЫМ ДАННЫМ

О. Н. Богданов,
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
e-mail: bogdanov-on@yandex.ru
119991, Российская Федерация, Москва, Ленинские горы, д. 1
А. В. Фомичев, к. ф.-м. н.,
ОАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5

В статье приводятся алгоритмы имитации показаний идеальных гироскопов (датчиков угловой скорости) бескарданной инерциальной навигационной системы (БИНС), установленной на подвижном объекте. Входной информацией служат телеметрические данные о координатах объекта и параметрах его ориентации, зарегистрированные с некоторой частотой. Выходные данные могут использоваться для анализа точности различных методов вычисления параметров ориентации на фактически реальных траекториях движения носителя БИНС, а также построения телеметрических имитаторов движения.
Литература
1. Голован А. А., Парусников Н. А.. Математические основы навигационных систем. Часть I. Математические модели инерциальной навигации. 3-е изд., испр. и доп. М.: МАКС Пресс, 2011. — 136 с.
2. Голован А. А., Парусников Н. А. Математические основы навигационных систем. Часть II. Приложение методов оптимального оценивания к задачам навигации. 2-е изд., испр. и доп. М.: МАКС Пресс, 2012. — 172 с.
3. Панов А. П. Математические основы теории инерциальной ориентации. Киев: Наукова думка. 1995. 279 с.
4. Богданов О. Н., Коростелева С. С. Кухтевич С. Е. Фомичев А. В. О выборе алгоритма и тактовой частоты расчета матрицы ориентации для бесплатформенной инерциальной навигационной системы // Труды МИЭА. Выпуск 2, с. 60-67.

ALGORITHM FOR IMITATION INERTIAL SENSORS READINGS BY TRAJECTORY DATA

O. N. BOGDANOV,
Lomonosov Moscow State University,
e-mail: bogdanov-on@yandex.ru

A. V. FOMICHEV, PhD in Engineering,
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ JSC
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia

The article describes readings imitation algorithms for ideal gyroscopes (angular velocity sensors) of IRS installed on a mobile unit. Telemetrical data of the unit’s coordinates and orientation parameters serve as an input data and is registered with definite frequency. Output data can be used for evaluating precision of various orientation computation methods applied to IRS carrier unit’s actual operating motion trajectories, and also for building telemetrical motion imitators.
Key words: IRS, telemetrical data, gyroscopes readings imitation, evaluating precision of orientation finding algorithms.

Статья 5
УДК 629.7.05
МЕТОД МОМЕНТОВ В ЗАДАЧЕ ОЦЕНКИ СООТВЕТСТВИЯ ТРЕБОВАНИЯМ К БЕЗОПАСНОСТИ САМОЛЕТОВ ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОСАДКЕ

Л. Н. АЛЕКСАНДРОВСКАЯ, д. т. н., профессор,
А. Е. АРДАЛИОНОВА,
В. Г. БОРИСОВ,
В. Н. МАЗУР, к. т. н.,
С. В. ХЛГАТЯН, к. т. н.
ОАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5

Проблема оценки высоких вероятностей выполнения требований к характеристикам движения самолета при его автоматической посадке по III категории до сих пор является мало изученной в теоретическом плане, а на практике возможные методы решения не регламентированы в нормативной документации. В связи с этим ряд работ авторов статьи был посвящен аттестации известных методов, а также разработке их оригинальных модификаций, позволивших решить данную проблему. Характерным при этом является то, что решение не может быть получено каким-либо одним универсальным методом, а требует логического перебора методов от наиболее простого к наиболее сложному в зависимости от типа самолета и закона распределения вероятностей исследуемых характеристик. В работе приведены результаты исследования оценки сверхмалых рисков простейшим классическим методом моментов и его модификациями.
Ключевые слова: система автоматической посадки самолета, требования к безопасности, аппроксимация плотности вероятности, прогнозирование ненаблюдаемых характеристик.
Литература
1. Кузнецов А. Г., Александровская Л. Н. Непараметрические методы «измерения» малых рисков в задачах оценки соответствия требований к безопасности автоматической посадки самолетов нормам летной годности // Труды МИЭА, вып. 3: М., 2011.
2. Кузнецов А. Г., Александровская Л. Н. Параметрические методы «измерения» малых рисков в задачах оценки соответствия требований к безопасности автоматической посадки самолетов нормам летной годности. Труды МИЭА, вып. 3: М., 2011.
3. Крюков С. П., Бодрунов С. Д., Александровская Л. Н., Аронов И. З., Захаревич А. П., Кузнецов А. Г., Кушельман В. Я. Методы анализа и оценивания рисков в задачах менеджмента безопасности сложных технических систем. Спб.: Корпорация «Аэрокосмическое оборудование», 2007.
4. Кендалл М., Стьюарт А. Теория распределений. М.: Наука, 1966.
5. Хан Г., Шапиро С. Статистические методы в инженерных задачах. М.: Мир, 1969.
6. Большев Л. Н., Смирнов Н. В. Таблицы математической статистики. М.: Наука, 1983.
7. Дейвид Г. Порядковые статистики. М.: Наука, 1979.

THE MOMENT METHOD IN A PROBLEM OF AIRCRAFT SAFETY REQUIREMENTS MEANS OF COMPLIANCE AT AUTOMATIC LANDING
L. N. ALEKSANDROVSKAYA, D.Sc. in Engineering, professor,
A. E. ARDALIONOVA,
V. G. BORISOV,
V. N. MAZUR, PhD in Engineering,
S. V. KHLGATIAN, PhD in Engineering
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ JSC
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia

Assessment of high probabilities of meeting the aircraft’s motion characteristics performance standards on III category landing is still a poorly known issue in theory, and all solution methods avaliable in practice are not covered by the standard documentation. Therefore a number of authors’artiicles was dedicated to evaluation of known methods and development of modifications for the original methods that allowed to solve this issue. What’s distinctive is that the solution cannot be found by any single universal method alone.
It is nessesary to make a logical enumeration of available methods from the easiest to the hardest depending on the aircraft type and the law of probability distribution in examined characteristics. This work presents results of the super-low risks research using the easiest classical moment method and its modifications.
Keywords: automatic aircraft landing system, safety requirements, probability density approximation, unobserved performance forecasting.

Статья 6
УДК 629.7.05
НОВЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ РИСКОВ В ЗАДАЧАХ ОЦЕНКИ СООТВЕТСТВИЯ ТРЕБОВАНИЯМ К БЕЗОПАСНОСТИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОСАДКИ САМОЛЕТОВ

Л. Н. АЛЕКСАНДРОВСКАЯ, д. т. н., профессор,
А. Е. АРДАЛИОНОВА,
В. Г. БОРИСОВ,
В. Н. МАЗУР, к. т. н.,
С. В. ХЛГАТЯН, к. т. н.
ОАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5

Оценивание сверхмалых значений рисков (10-5 ÷ 10-8) является сравнительно новой задачей математической статистики, появившейся с возникновением и развитием новой теоретической дисциплины — вероятностного анализа безопас¬ности. Анализ классических трудов по математической статистике (Крамер, Кендал, Стьюарт, Уилкс, Пирсон, Джонсон, Колмогоров и др.) показал, что все известные методы анализа эмпирических законов распределения вероятностей оперируют с выборками объектов в несколько сотен и применимы для анализа долей распределений в интервале 0,01 ÷ 0,99. Ниже рассматриваются особенности, воз¬никающие при работе с большими объемами выборок (n =100 000 ÷ 1 000 000), полученных при статистическом моделировании задач оценки безопасности автоматической посадки самолетов по III категории ИКАО, и выдаются рекомен¬дации по обоснованию необходимых объемов статистических испытаний и по-строению процедур оценивания вероятностных показателей безопасности.
Ключевые слова: система автоматической посадки самолета, требования к безопасности, аппроксимация закона распределения вероятностей.

NEW METHODS OF SMALL RISKS MEASUREMENT IN CONFORMITY EVALUATION PROBLEMS FOR THE AUTOMATIC LANDING SAFETY REQUIREMENTS
L. N. ALEKSANDROVSKAYA, D.Sc. in Engineering,professor
A. E. ARDALIONOVA,
V. G. BORISOV,
V. N. MAZUR, PhD in Engineering,
S. V. KHLGATIAN, PhD in Engineering
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ JSC
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia

Evaluation of ultra-small values of risks (10-5 ÷ 10-8) is rather a new problem in math¬ematical statistics which has appeared with the occurrence and development of a new theo¬retical discipline — the probabilistic safety analysis (PSA). The study of classical works on the mathematical statistics (Kramer, Kendal, Stuart, Wilks, Pirson, Johnson, Kolmogorov, etc.) has shown, that all known methods of probabilities distribution empirical laws analysis are operating with some hundreds of objects samplings and are applicable to analyse distri¬butions shares in 0,01 ÷ 0,99 interval. The article considers the specifics, arising when op¬erating on large volumes of samplings (n = 100 000 ÷ 1 000 000), obtained during the statistical modeling of aircraft ICAO Cat. III automatic landing safety estimation problems and gives out recommendations on the reasoning of the necessary statistical tests volumes and safety probability measures estimation procedures design.

Keywords: aircraft of automatic landing system, safety requirements, approximation of the probability distribution law.