Скачать Труды МИЭА выпуск 16

Скачать Труды МИЭА выпуск 16

Статья 1
УДК 621.391.14
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ПИКАРА ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ МАТРИЦ В ДИСКРЕТНОЙ СТОХАСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПОГРЕШНОСТЕЙ БЕСПЛАТФОРМЕННОЙ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

О. А. БАБИЧ, д. т. н., профессор
ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Переход от непрерывной линейной стохастической системы к ее дискретному аналогу состоит в вычислении переходной матрицы и корреляционной матрицы, возбуждающих дискретных «белых шумов». Начальными данными для этих вычислений являются параметры исходной непрерывной системы.
В статье предложен новый метод для вычисления матриц в виде усеченных матричных рядов. Показана вычислительная рациональность этого метода по сравнению с известными.
В статье также дается непрерывная стохастическая модель погрешностей БИНС в форме, удобной для применения развитой теории.
Результаты статьи позволяют более рационально формировать фильтр Калмана при включении БИНС в комплексную навигационную систему, а также проводить стохастический анализ погрешностей БИНС на произвольных движениях летательного аппарата.
Ключевые слова: система стохастических дифференциальных уравнений, дискретная стохастическая система, акселерометр, гироскоп, бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС), фильтр Калмана, цифровое моделирование.
Литература
1. Бабич О. А. Обработка информации в навигационных комплексах, – М. Машиностроение, 1991. – 512 с.
2. Savage P. G. Strapdown Analytics, INC., Maple Plane, Minnesota, 2007.
3. Понтрягин Л. С. Обыкновенные дифференциальные уравнения, – М. Наука, 1965. – 332 с.

USING PICKARD’S METHOD FOR CALCULATING THE COVARIANCE MATRICES IN THE DISCRETE STOCHASTIC SINS ERROR MODEL
O. A. BABICH, Dr. Sc. in Engineering, professor
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ PJSC
The problem of transition from a continuous linear stochastic system to its discrete equivalent is limited to calculating the transition matrix k Φ and the covariance matrix k Q of exciting discrete ‘ white noise’.
In this paper the new method of calculating the matrices k Φ and k Q in the form of truncated matrix rows is developed. The calculating advantages of the proposed method are shown. The paper also presents the continuous stochastic model of SINS errors in the form adapted to applications of the proposed method.
Keywords: set of the stochastic differential equations, discrete stochastic system, accelerometer, gyroscope, strapdown inertial navigation system (SINS), Kalman filter, computer simulation.

Статья 2
УДК 629.7.05
СИНТЕЗ МНОГОСВЯЗНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАЕКТОРНЫМ ДВИЖЕНИЕМ САМОЛЕТА В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ

В. Е. КУЛИКОВ, д. т. н., профессор,
Д. Ю. ГЛАДКАЯ,
А. С. ЮРЧЕНКО
ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Рассмотрен подход к построению системы траекторного управления самолета на основе теории многосвязных систем регулирования. С применением метода обратных задач динамики решена задача синтеза управления по каналам руля высоты и тяги для независимой друг от друга стабилизации высоты и скорости полета самолета в вертикальной плоскости. Полученная система автоматического управления содержит перекрестные связи, обеспечивающие автономность функционирования двух режимов управления. Показаны результаты моделирования многосвязной САУ при смене высоты с одновременным изменением скорости полета самолета.
Ключевые слова: многосвязная система, метод обратных задач динамики, закон управления, нормальная и тангенциальная перегрузки, матрица передаточных функций.
Литература
1. Крутько П. Д. Обратные задачи динамики управляемых систем. Линейные модели. — М.: Наука, 1987. — 304 с.
2. Коддингтон Э. А., Левинсон Н. Теория обыкновенных дифференциальных уравнений. Пер. с англ. Левитана Б. М. — М.: Издательство иностранной литературы. — 1958. — 474 с.
3. Егоров А. И. Обыкновенные дифференциальные уравнения с приложениями. — 2-е изд., испр. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. — 384 с.
4. Коренев Г. В. Введение в механику управляемого тела. — М.: Наука, 1964. – 568 с.
5. Коренев Г. В. Очерки механики целенаправленного движения. — М.: Наука, 1980. — 192 с.
6. Мееров М. В. Системы многосвязного регулирования. — М.: Наука, 1965. — 384 с.
7. Многосвязные системы автоматического регулирования / В. Т. Морозовский. — М.: Энергия, 1970. — 288 с.
8. Бибиков Ю. Н. Курс обыкновенных дифференциальных уравнений: Учебное пособие для университетов. — М.: Высш. шк., 1991. — 303 с.
9. Андрианова Л. А. Введение в теорию линейных систем дифференциальных уравнений: Учебное пособие. — С.-Пб.: Издательство С.-Петербургского университета, 1992. — 240 с.

SYNTHESIS OF A MULTIPLY-COUPLED AUTOMATIC VERTICAL TRAJECTORY CONTROL SYSTEM
V. E. KULIKOV, Dr. Sc. in Engineering, professor,
D. Yu. GLADKAYA,
A. S. YURCHENKO
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ PJSC
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125167, Russia
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
The article considers an approach to trajectory control system development based on the multivariable control system theory. The problem of pitch- and thrust-axis control system synthesis for independent stabilization of vertical flight altitude and speed modes was solved using the method of dynamic inverse problems. The designed automatic control system includes crosscoupling which provides the two control modes autonomous functioning. The results of multiplycoupled automatic control system (ACS) simulation with simultaneous flight altitude and velocity variation are shown.
Keywords: multiply-coupled system, the method of dynamics inverse problems, control law, the normal and flight path acceleration, the transfer function matrix.

Статья 3
УДК 629.7.05.07
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА ПОСТРОЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ТРАЕКТОРИИ

П. Е. ДАНИЛИН, к. т. н., доцент
ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Синтез пространственной траектории сводится к анализу типов участков, описывающих их данных, а также возможности геометрического сопряжения сегментов, обуславливающих последовательный переход от одного участка к другому в условиях выполнения требований к летно-техническим характеристикам (ЛТХ) объекта.
В алгоритмы построения пространственной траектории внедряется система контроля, позволяющая выявлять некорректность расчета параметров траектории, но при этом не покрывающая все возможные сочетания типов участков и текущих условий полета. В статье проводится анализ ошибок программного обеспечения, реализующего построение пространственной траектории на всех этапах испытаний, на основании которого вырабатывается методика принятия решения о достаточности и необходимости перехода на новый этап испытаний.
Ключевые слова: летно-технические характеристики, базы данных, участки траектории, сегментирование.
Литература
1. Данилин П. Е., Кочнева Е. В., Зайцева Н. А. Структура аэронавигационной базы данных ВСС и алгоритмы выбора точечных объектов. Мир авионики. №5, 2004. 68 с.
2. Данилин П. Е., Алкина М. Р., Кочнева Е. В., Касьянов И. Ю. Имитатор электронной индикации системы самолетовождения. Навигация и управление движением. Материалы VII конференции молодых ученых. Санкт-Петербург, 2006. 315 с.
3. Данилин П. Е. Диссертационная работа. Спецтема. ОАО «МИЭА», 2007. 125 с.
4. Гавриленко Ю. В., Данилин П. Е., Зайцева Н. А., Кочнева Е. В., Потехин В. Г., Собкина Е. М., Титов С. С., Березовский Н. Б. Стенды отладки программного обеспечения и сопровождения летных испытаний ВСС-100. Мир авионики. №2, 2004. 72 с.
5. Данилин П. Е., Алкина М. Р., Кочнева Е. В., Касьянов И. Ю. Комплекс средств для разработки и отладки программного обеспечения для вычислительной системы самолетовождения. Реферат доклада. Гироскопия и навигация. №2, 2005. 134 с.

ENVIRONMENTAL EFFECT EVALUATION ON 3D FLIGHTPATH PLANNING
P. E. DANILIN, PhD in Engineering
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ PJSC
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125167, Russia
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
3D flightpath synthesis resolves to the analysis of the flightpath segments and their description data, and also the possibility of segments geometric conjugation which provide sequential transition from one segment to another in the conditions of aircraft performance meeting the requirements.
A monitoring system is implemented in 3D flightpath planning algorithm. It allows to reveal incorrect flightpath parameters computation, but at the same time, doesn’t cover all possible flightpath segments and current flight conditions types combinations.
The article contains software error analysis, that implements 3D flightpath planning at all test phases. The methodology for decision making on sufficiency and necessity of transition to the new test phase is produced on the basis of that analysis.
Keywords: aircraft performance, databases, flightpath segment, segmentation.

Статья 4
УДК 531.383.11:531.714.7
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ КОМПЕНСАЦИИ ДРЕЙФА МИКРОМЕХАНИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА

Д. Н. ВОРОБЬЕВ,
Н. Н. КРАЙНЕВА,
Ю. Ю. ЗВЕРЕВА,
А. В. КОНДРАТЬЕВ
ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
В статье рассмотрены методы компенсации дрейфа в процессе технологической отладки и во время штатной работы микромеханического прибора STIM210. Показаны положительные результаты испытаний после введения рассмотренных методов компенсации.
Ключевые слова: микромеханические датчики, микромеханический гироскоп, калибровка, температурная компенсация, компенсация от пуска к пуску, компенсация дрейфа.
Литература
1. Моисеев Н. В. Микромеханический гироскоп компенсационного типа с расширенным диапазоном измерения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Санкт-Петербург, 2015 г.
2. Sensonor AS, Datasheet STIM210, TS1545 rev.16, 2015.
3. Галкин В. И., Воробьев Д. Н., Крайнева Н. Н. Способ компенсации систематических составляющих дрейфа гироскопических датчиков. Патент на изобретение RU2598155, Москва, 2015 г.
4. Распопов В. Я. Микромеханические приборы. Учебное пособие, Тула, 2002 г.
5. Галкин В. И., Воробьев Д. Н. Способ компенсации дрейфа нулевых сигналов гироскопических датчиков. Заявка на изобретение RU2016130931, Москва, 2016 г.

MICTOMECHANICAL GYROSCOPE DRIFT COMPENSATION METHODS RESEARCH
D. N. VOROBYOV,
N. N. KRAYNEVA,
Yu. Yu. ZVEREVA,
A. V. KONDRATYEV
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ PJSC
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125167, Russia
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
The article describes the methods for drift compensation in the process of debugging and during normal operation of a STIM210 micromechanical device. The positive results of the tests after the introduction of the considered compensation methods are shown.
Keywords: micromechanical sensors, micromechanical gyroscope, calibration, temperature compensation, switch-on to switch-on compensation, drift compensation.

Статья 5
УДК 629.7.05
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ НАВИГАЦИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Н. А. ЗАЙЦЕВА, д. т. н., профессор,
В. В. ГРОШЕВ, к. т. н.,
Ю. В. ГАВРИЛЕНКО, к. т. н., доцент
ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Приведен краткий обзор различий систем RNAV и RNP. Внедрение спецификации RNP требует непрерывного контроля формирования навигационной информации с целью выполнения требований текущего этапа полета. Включение в состав навигационного контура системы контроля, позволяющей диагностировать отказ и управлять реконфигурацией бортового оборудования с целью парирования отказа и выполнения полетного задания, является необходимым условием при проектировании современных навигационных комплексов. Рассмотрен состав современных навигационных комплексов и приводится критерий оценки качества выполнения целевой задачи — целевая эффективность, для повышения которой в бортовой вычислительной системе самолетовождения применен новый метод контроля, основанный на применении «эталонного описания».
Ключевые слова: зональная навигация, безопасность, инерциальные системы, контроль.
Литература
1. Doc 9613. Руководство по навигации, основанной на характеристиках (PBN). Издательство четвертое, 2013. Doc 9613, AN/937.
2. Гавриленко Ю. В., Потехин В. Г., Ткачева Т. П. Исследование статистических свойств погрешностей измерений навигационных параметров спутниковых систем по данным летных испытаний систем многоканальных бортовых приемников. // «Авиакосмическое приборостроение», №5, 2002.
3. Исследование статистических свойств погрешностей измерений навигационных параметров спутниковых систем по данным летных испытаний систем СНС-2, СНС-3. Научно-технический отчет, МИЭА, 2001.
4. Акт по результатам обработки материалов наземных и летных испытаний системы навигационного обеспечения (СНО-ОН) в составе БКАН на самолете Ту-214-ОН.ЛИИ им. М. М. Громова — ОАО «МИЭА» — ОАО «Концерн радиостроения «Вега», 2012.
5. Афенко К. А., Гавриленко Ю. В., Грошев В. В., Зайцева Н. А. Методы контроля навигационной информации инерциальной системы // Труды МИЭА. Навигация и управление летательными аппаратами, №8, 2014.
6. Копылов И. А., Харин Е. Г. Технологии летных испытаний бортового оборудования ЛА с применением комплекса бортовых траекторных измерений. М.: МАИ-ПРИНТ, 2012.
7. Летные испытания ракет и космических аппаратов / Под ред. Кринецкого Е. И. — М.: Машиностроение, 1979.
8. Грошев В. В. Спецтема. // Вопросы оборонной техники. Серия 9, выпуск 1(275), 2016.
9. Голован А. А., Парусников Н. А. Математические основы навигационных систем. Часть I. Математические модели инерциальной навигации. 3-е издание, испр. и. доп. М.: МАКС Пресс, 136 с.

TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF INTEGRATED NAVIGATION SYSTEMS FOR CIVIL AVIATION
N. A. ZAITSEVA, D. Sc. in Engineering, professor,
V. V. GROSHEV, PhD in Engineering,
Y. V. GAVRILENKO, PhD in Engineering
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ PJSC
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125167, Russia
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
The overview of RNAV and RNP systems distinctions is presented. Implementation of the RNP specification requires continuous monitoring of navigation data generation in order to comply with the current flight stage requirements. When designing modern integrated navigation systems the necessary condition is to integrate into navigation loop structure a monitoring system, providing the fault diagnostics and onboard equipment reconfiguration handling for the purpose of fault accommodation and flight mission execution. The article considers the structure of modern integrated navigation systems and gives the quality assessment criterion for target problem realization – target effectiveness. To increase the target effectiveness a new monitoring method based on «the reference description» is applied in the Flight management system.
Ключевые слова: area navigation (RNAV), safety, inertial systems, monitoring.