Скачать Труды МИЭА выпуск 8

Скачать Труды МИЭА выпуск 8

Статья 1
УДК 621.391.14
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 2-КРИТЕРИЯ В АДАПТИВНОМ «СИГМА-ПОЙНТ» КАЛМАНОВСКОМ ФИЛЬТРЕ ИНЕРЦИАЛЬНО-СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

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
C. Н. ФЕСЕНКО, к. т. н., доцент,
ООО «Модернизация Авиационных Комплексов»
fesenkosn@gmail.com

В статье предложен новый способ контроля и адаптации для нелинейного калма-новского фильтра типа «сигма-пойнт», основанный на использовании статистического χ2 -критерия, с помощью которого предлагается осуществлять пошаговую проверку согласованности текущих и прошедших измерений, а также проводить динамическую настройку параметров фильтра.
Работа фильтра предложенного типа исследована для случая его применения в нели-нейном алгоритме инерциально-спутниковой навигационной системы, когда алгоритми-ческим путем осуществляется компенсация погрешностей БИНС, вызванных дрейфами масштабных коэффициентов и перекосами осей инерциальных датчиков.
Ключевые слова: акселерометр, гироскоп, бесплатформенная инерциальная навигаци¬онная система БИНС, навигационный алгоритм БИНС, фильтр Калмана, «сигма-пойнт» метод нелинейных преобразований.
Литература
1. Van der Merve, R., Wan, E.A., Julier, S.I. “Sigma-Point Kalman Filter for Nonlinear Estimations and Fusion: Applications to Integrated Navigations”, AIAA-2004-5120.
2. Crassidis, J. L., Markley, F. L. “Unscented Filtering for Spacecraft Atti¬tude Estimation”, Journal of Guidance, Control and Dynamics, 2003, No.4.
3. Бабич О.А. Обработка информации в навигационных комплексах, — М. Машиностроение, 1991.- 512с.
4. Julier, S., Uhlmann, J., Durrant-White, H. A New Method for Nonlinear Transformation of Means and Covariances in Filters and Estimators, IEEE, VOL.45, NO.3, 2000.
5. Фомичев А. В., Кухтевич С.Е., Измайлов Е. А. « Результаты совер¬шенствования программно-математического обеспечения системы БИНС-СП-2 по материалам летных испытаний»// Труды МИЭА. Выпуск 7, 2013. с. 19-29.
6. Молчанов А. В., Климаков В. В., Чиркин М. В. «Тепловая модель БИНС на лазерных гироскопах»// Труды МИЭА Выпуск 7, 2013. с. 60-69.
7. Savage, P.G. “Computational Elements For Strapdown Systems”. Low Cost Navigations Sensors and Integration Technology, RTO-EN-SET-116, NATO, Brussels, 2009.
8. Jekeli, C., Inertial Navigation Systems with Geodetic Applications, Walter de Grueter, Berlin, 2000.

USING χ2-CRITERION IN ADAPTIVE SIGMA-POINT KALMAN FILTER FOR SINS/GPS INTEGRATED NAVIGATION SYSTEM
O. A. BABICH, Dr. Sc. in Engineering, professor
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ JSC
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia
S. N. FESENKO, PhD in Engineering, docent
‘Modernization Aviation Komplex’ LLC
fesenkosn@gmail.com
In this article, we offer the new method of control and adaptation for the nonlinear sigma-point Kalman filter. This method uses the statistical χ2-criterion to monitor the correspondence of the current and previous measurements and simultaneously to adjust the filter parameters.
The performance of the offered filter was studied in the nonlinear algorithm of SINS/GPS navigation system. This algorithm must value and compensate errors, which are generated by drift of scale coefficients and nonperpendicularity of sensor axes.
Keywords: accelerometer, gyro, strapdown INS, navigation algorithm of SINS, sigma-point Kalman filter.

Статья 2
УДК 371.693.4
СОВРЕМЕННЫЕ БЕСПЛАТФОРМЕННЫЕ ИНЕРЦИАЛЬНЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ДВУХ КЛАССОВ ТОЧНОСТИ

А. Г. КУЗНЕЦОВ, д. т. н., доцент
Б. И. ПОРТНОВ,
Е. А. ИЗМАЙЛОВ, д. т. н., доцент
ОАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5

Рассмотрена структура бесплатформенных инерциальных навигационных систем двух классов точности, особенности их программно-математического обеспечения, приведены основные технических характеристики и представлены результаты летных испытаний, подтверждающие заявленные характеристики.
Ключевые слова: инерциальные навигационные системы, бесплатформенные инерциальные навигационные системы, структура программно-математического обеспечения, погрешности счисления, широта, долгота.
Литература
1. http://www.aerospace.honeywell.com./guidance-sensor-inertial-products.
2. http://www.usd.es.nortropgrumman/com.
3. http://www/sagem-ds/com.
4. Измайлов Е. А., Современные тенденции развития технологий инер¬циальных чувствительных элементов и систем летательных аппаратов, М., Труды ФГУП «НПЦ АП», Системы и приборы управления, 2010, №1, С. 30-43.
5. ГОСТ РВ 52 339-2005. Системы бесплатформенные инерциально-на¬вигационные на лазерных гироскопах, М., 2005, 15 стр.
6. Голован А. А., Парусников Н. А., Математические основы навига¬ционных систем, Часть 1. Математические модели инерциальной навигации, М., Изд-во МГУ, 2007, стр. 112.
7. Фомичев А. В., Кухтевич С. Е., Измайлов Е. А., Результаты совер¬шенствования программно-математического обеспечения системы БИНС-СП-2 по материалам летных испытаний, М., Труды МИЭА, Навигация и управление летательными аппаратами, 2013, вып. 7, стр. 19-29.

MODERN STRAPDOWN INERTIAL NAVIGATION SYSTEMS OF TWO ACCURACY CLASSES
A. G. KUZNETSOV, D. Sc. in Engineering,
B. I. PORTNOV,
E. A. IZMAILOV, D. Sc. in Engineering
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ JSC
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia

The structure of strapdown inertial navigation systems of two accuracy classes, feature of their software, the main specifications is considered and results of flight tests are provided, confirming specified requirements.
Keywords: inertial navigation systems, strapdown inertial navigation systems, software structure, calculation error, latitude, longitude

Статья 3
УДК 629.7.052
ОПЕРАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ АЛГОРИТМОВ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ САМОЛЕТОВ

А. Г. КУЗНЕЦОВ, д. т . н., доцент
О. Б. КЕРБЕР, к. т. н, с. н. с
В. Е. КУЛИКОВ, д. т. н., профессор
ОАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5
И. Ю. КАСЬЯНОВ,
Ilyushin Finance CO
e-mail: ifc@ifc-leasing.com
Россия, 143030, МО, Рублево-Успенское шоссе, 6
Процесс создания систем автоматического управления (САУ) полетом летательных аппаратов (ЛА) осуществляется по действующим стандартам, устанавливающим стадии и этапы разработки: технические предложения, формирование технического задания, эскизный и технический проекты, разработка рабочей конструкторской документации, изготовление, испытания и сопровождение эксплуатации. Последовательное выполнение работ по каждому этапу определяет процесс разработки САУ в виде взаимосвязанных технологических процедур.
Ключевые слова: системы автоматического управления, структура разработки, математическое моделирование, полунатурное моделирование.
Литература
1. Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. М.: Наука,1968. 357 с.
2. Остославский И. В., Стражева И. В. Динамика полета. Траектории летательных аппаратов. М.: Машиностроение,1969. 499 с.
3. Аэромеханика самолета. Под ред.А.Ф. Бочкарева. М.: Машиностро¬ение, 1977. 416 с.
4. Методика «Математическое моделирование для сертификации авто¬матической посадки и ухода на 2-ой круг самолета Ил-96-300 по кате¬гории IIIА». М.: ОАО МИЭА, ОАО «Ил», ФГУП-ЛИИ, ФГУП-ГО¬СНИИ АН. 2004.

Operational process for the automatic flight control system algorithms development
A. G KUZNETSOV, Dr. Sc. in Engineering,
O. B. KERBER, PhD in Engineering, senior research associate
V. E. KULIKOV, Dr. Sc. in Engineering, professor
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ JSC
I. Y. KASYANOV,
Ilyushin Finance CO
e-mail: ifc@ifc-leasing.com
6 Rublevo-Uspenskoye sh., Moscow region, 143030, Russia
The process of automatic control systems (ACS) for the aircraft (AC) is handled by existing standards establishing stages and phases of the development: technical propositions, writing the requirements specificiations, preliminary and detailed designs, engineering documentation production, manufacturing, performance tests and maintenance. Sequential execution of each stage’s tasks defines the development process of an AC as a chain of interrelated technological procedures.
Keywords: automatic control systems, development process, mathematical modelling, semirealistic simulation.

Статья 4
УДК 629.73.02; 681.5.01
БЕСПИЛОТНИКИ В РЕСУРСНОМ ГИПЕРПРОСТРАНСТВЕ

Г. М. АЛАКОЗ, д. т. н., профессор, советник РАРАН
А. И. АЮПОВ, д. т. н., профессор, действительный член РАРАН
С. И. ПЛЯСКОТА, к. т. н., с.н.с., советник РАРАН
А. А. ЧЕПЕЛЕВ, ФГУП «ЦНИИ «Центр»
Проводится классификация и ретроспективный анализ использования беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Показано, что ориентация на эффективное использование пространственно-временного ресурса позволяет БЛА лидировать среди современных военных технологий. Обоснованы первоочередные актуальные задачи, требующие современного конкурентоспособного решения.
Ключевые слова: ретроспективный анализ, беспилотные летательные аппараты, ресурсное гиперпространство, прототипирование.

UNMANNED AERIAL VEHICLES IN THE RESOURCE HYPERSPACE
G. M. ALAKOZ, Dr. Sc. in Engineering, professor,
councillor of the Russian Academy of Missile and Ammunition Sciences (RARAN)
A. I. AYUPOV, Dr. Sc. in Engineering, professor, fellow of RARAN
S. I. PLYASKOTA, PhD in Engineering, senior research associate, councillor of RARAN
A. A. CHEPELEV,
Federal state unitary enterprise «Scientific research institute «Center»

The article shows the results of classification and hindsight analysis of unmanned aerial vehicles (UAV) usage. It is shown that effective space-time resource usage policy allows UAVs to be in the lead among modern military technologies. Primary goals and vital tasks requiring a contemporary and competitive solution are substantiated.
Keywords: hindsight analysis, unmanned aerial vehicles, resource hyperspace, prototyping.
Литература
1. Робот – статья из Большой советской энциклопедии. http://slovari. yandex.ruРобот/БСЭ/Робот/
2. В. Шпаковский. Гонка дронов начинается. Тайны XX века. 2013, №7, с.8-9. http://tainy.info/technics/gonka-dronov-nachinaetsya/
3. Н.Преображенский. Мировой рынок беспилотников. Военно-про¬мышленный курьер. 2014, №3(521). http://vpk-news.ru/issues/18909
4. ERATO. Strategic Basic Research Program 2013-2014. Japan Science and Technology Agency. 2013. http://www.jst.go.jp/erato/en/erato_ en.pdf.

Статья 5
УДК 371.693.4
К ВОПРОСУ ФОРМИРОВАНИЯ СТАРТОВОЙ ЛИНЕЙКИ ТРЕНАЖЕРНОГО КОМПЛЕКСА СОВРЕМЕННОГО САМОЛЕТА ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

В. П. ШКОЛИН, д. т . н., профессор,
Московский Авиационный Институт (национальный исследовательский университет) (МАИ)
В. В. АЛЫМОВ, к. т . н.,
С. С. ТЕРЕНИН,
В. В. ЩЕРБАК,
ОАО «Конструкторское бюро промышленной автоматики»
В статье рассмотрены факторы, влияющие на принятие решений самолетостроительной фирмой при формировании состава стартовой линейки тренажерного комплекса, обеспечивающего своевременную подготовку летного персонала авиакомпаний заказчиков самолета в современных экономических условиях. Приведен анализ существующей нормативной документации и даны общие рекомендации по построению линейки пилотажных тренажеров, входящих в комплексную систему подготовки персонала новой авиационной программы.
Ключевые слова: технические средства обучения, комплексная система подготовки персонала, послепродажное обслуживание.
Литература
1. ICAO, Doc 9625. Руководство по критериям квалификационной оценки авиационных тренажеров. Изд. 3. 2009 г. 618 с.
2. Программа подготовки пилотов многочленного экипажа (MPL): Министерство транспорта российской федерации Федеральное агент¬ство воздушного транспорта, 2009 г. 58 с.

ON THE TOPIC OF ASSEMBLING STARTING LINE SIMULATOR COMPLEX PRODUCTS FOR THE MODERN CIVIL AIRCRAFT
V. P. SHKOLIN, Dr. Sc. in Engineering, professor,
Moscow Aviation Institute (national research university) (MAI)
V. V. ALYMOV, PhD in Engineering,
S. S. TERENYIN,
V. V. SHERBAK,
Industrial Automatics Design Bureau JSC (KBPA JSC)
The article looks into the factors affecting decisions made by the aircraft manufacturer in the process of assembling starting line simulator complex products providing timely flight personnel training for customer airline companies in modern economical conditions. The analisis of existing regulatory documents and general suggestions on assembling the line of simulator complex products being part of the new aviatonal program’s complex personnel training system.
Keywords: training equipment, complex personnel training system, after-sale service.

Статья 6
УДК 629.7.001.4
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ НАВИГАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

К. А. АФЕНКО, к. т. н.,
Ю. В. ГАВРИЛЕНКО, к. т. н., доцент,
В. В. ГРОШЕВ, к. т. н.,
Н. А. ЗАЙЦЕВА, д. т. н., профессор,
ОАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5

Решение задач самолетовождения и точного позиционирования текущих координат ВС требует совместной обработки данных инерциальной системы (ИС) и корректора или данных только ИС. В статье приведено краткое описание традиционного «мажоритарного» контроля и контроля на основе использования «эталонного описания, рассматриваются их преимущества и недостатки, предлагается совместное использование двух методов контроля.
Ключевые слова: мажоритарный контроль, эталонный контроль, погрешности инерциальных систем.
Литература
1. Гавриленко Ю. В., Грошев В. В., Зайцева Н. А., Ткачева Т. П. Сравнительный анализ мажоритарного и статистического контроля при оценке качества функционирования БИНС. Труды МИЭА. Навигация и управление летательными аппаратами, вып. 7, М., 2013.

METHODS OF INERTIAL NAVIGATION SYSTEM DATA CONTROL

K. A. APHENKO, PhD in Engineering,
J. V. GAVRILENKO, PhD in Engineering, docent,
V. V. GROSHEV, PhD in Engineering,
N. A. ZAITSEVA, D. Sc. in Engineering, professor,
Moscow Institute of Electromechanics and Automatics (JSC ‘MIEA’)
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia
The solution to the problems of aircraft navigation and proper positioning of AC’s current coordinates calls for cooperative processing of inertial navigation system (INS) data and corrector data, or solely INS data. The artible gives a short description of a traditional majority control system and reference description-based control system, examines advantages and disadvantages of those systems and suggests to use both control systems in conjunction.
Keywords: majority control system, reference description, INS errors.

Статья 7
УДК 629.73.02; 681.5.01
МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДИСТАНЦИИ ТОРМОЖЕНИЯ САМОЛЕТА

А. М. ШЕВЧЕНКО, к. т. н.,
Г. Н. НАЧИНКИНА,
Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук (ИПУ РАН)
Ю. И. СОЛОННИКОВ,
ОАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
Разработан усовершенствованный метод прогнозирования дистанции торможения воздушного судна на этапах прерванного взлета и посадки. Метод основан на энергетическом подходе к управлению полетом. Для повышения достоверности прогноза предложен алгоритм коррекции прогнозной дистанции. Алгоритм учитывает состояние основных средств торможения – реверсора тяги и интерцепторов. Выполнены стендовые испытания алгоритма прогнозирования с коррекцией в широком диапазоне скоростей и масс самолета при всевозможных состояниях поверхности взлетно-посадочной полосы. Приведены результаты испытаний для детерминированных и статистических процессов торможения.
Ключевые слова: метод прогнозирования, энергетический подход, дистанция торможения, статистические испытания.
Литература
1. Rallo N. The European Regional Aviation Safety Group (RASG-EUR)// FSFI International Workshop, 15 May 2012.
2. Rallo N. Runway safety: the big picture // ICAO Regional Runway Safety Seminar (RRSS). Moscow, 6–8 November 2012.
3. Sharov V. Development of Overrun Prognosis System in Volga-Dnepr Airline.//ICAO Regional Runway Safety Seminar (RRSS). Moscow, 6–8 November 2012.
4. Jarinov S. Role of the Regulator // ICAO Regional Runway Safety Seminar (RRSS). Moscow, 6–8 November 2012.
5. Шаров В. Д. Методика оценки вероятности выкатывания воздушных судов за пределы ВПП при посадке. //Научный вестник МГТУ Гражданской Авиации, № 122, 2007.
6. Statistical Summary of Commercial Jet Airplane Accidents. Worldwide Operations 1959 – 2012. Boeing. August 2012. http://www.boeing.com/ news/techissues/pdf/statsum.pdf.
7. Кофман В. Д., Полтавец В. А., Теймуразов Р. А. Сравнительный анализ безопасности полетов отечественных и зарубежных самолетов. //Транспортная безопасность и технологии. № 4(5), декабрь 2005.
8. Борисов В. Г., Павлов Б. В., Шевченко А. М. Средства информационной поддержки пилота в нештатных ситуациях // Матер. 7-й науч.-техн. конф. «Мехатроника, автоматизация, управление». СПб. ОАО «Концерн «ЦНИИ Электроприбор», 2010. С. 74 77.
9. Шевченко А. М., Павлов Б. В., Начинкина Г. Н. Метод прогнозирования взлета самолета при наличии высотных препятствий // Изв. Южного федерального университета. Техн. науки. 2012. №3. с. 167. 172. Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ.
10. Shevchenko A. M. Some Means for Informational Support of Airliner Pilot // 5th Int. Scientific Conf. on Physics and Control (Physcon 2011). Leon, Spain. Sept. 5 8, 2011. P. 1 5 http://lib.physcon.ru/ doc?id=78f90e41e746/.
11. A. Kuznetsov, A. Shevchenko, Ju. Solonnikov. The Methods of Forecasting Some Events During the Aircraft Takeoff and Landing, //19th IFAC Symposium on Automatic Control in Aerospace (АСА2013). Germany.2013.
12. Завершинский В. В. Метод построения и информационно-математическое обеспечение бортовой автоматизированной системы снижения риска выкатывания воздушных судов на пробеге. Тема диссертации по ВАК 05.22.14.

MODEL RESEARCH OF THE ENERGY ALGORITHM OF AIRCRAFT BRAKING DISTANCE FORECASTING

A. M. SHEVCHENKO, PhD in Engineering,
G. N. NACHINKINA,
The Institute of Control Sciences, RAS, Moscow
Y. I. SOLONNIKOV,
Moscow Institute of Electromechanics and Automatics (JSC ‘MIEA’)

The improved method of forecasting the brake distances of an aircraft during the rejected takeoff or landing is presented. The method is based on the energy approach to the flight control. For improving the likelihood of the forecast the algorithm of forecast correction was offer. The algorithm takes into account the state of the basic means of braking — the thrust reverser and spoilers. The forecasting algorithm with correction has been tested in a wide range of airspeed and the aircraft mass under various conditions on the runway surface. The results of tests for deterministic and statistical braking processes are given in the article.
Keywords: forecasting method, the braking distance, the energy approach, statistical tests.