Скачать Труды МИЭА выпуск 20

Скачать Труды МИЭА выпуск 20

Статья 1
УДК 629.7
ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ И ЖИВУЧЕСТИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Валерий Генрихович РЕУТОВ, д. т. н.
E-mail: reutov@mars-mokb.ru,
Владимир Васильевич СИНЕЛЬНИКОВ,
Дмитрий Алексеевич ШЕЛОМАНОВ
ФГУП «Московское опытно-конструкторское бюро «Марс»
Рассматриваются и обсуждаются задачи оценки показателей надежности аппаратуры космических и атмосферных беспилотных летательных аппаратов и возникающие в связи с их решением проблемы, а также методики оценки характеристик систем управления и их оптимизации с использованием стохастических моделей параметров системы, ее элементов и внешних воздействий.
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, система управления, надежность.

PROBLEMS OF UAV CONTROL SYSTEMS RELIABILITY
AND SURVIVABILITY ASSESSMENT
Valery G. REUTOV, D.Sc. in Engineering
E-mail: reutov@mars-mokb.ru,
Vladimir V. SINELNIKOV,
Dmitry A. SHELOMANOV
FSUE Moscow Experimental Design Bureau ‘Mars’
The article considers the tasks of space and atmospheric unmanned air vehicles hardware
reliability characteristics assessment with the problems resulting from the tasks solution, along with
the methods of control systems performance assessment and optimization with the use of stochastic
models of system parameters, its components and environmental effects.
Keywords: unmanned air vehicle, control system, reliability.

Литература
1. Реутов В. Г., Синельников В. В., Шеломанов Д. А. Оценка надежности элементов радиоэлектронной аппаратуры с использованием данных об отказавших и функционирующих элементах.
Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2015 г., № 7, с. 60-63.
2. Реутов В. Г., Синельников В. В., Шеломанов Д. А. Оценка ресурса комплектующих изделий. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2016 г., № 4, с. 38-42.
3. Дульский Г. И., Морозов В. Ю., Шеломанов Д. А. К вопросу оценки предельной наработки электрорадиоизделий в составе электронной аппаратуры. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2016 г., № 6, с. 35-38.
4. Кини Р. Л., Райфа Х. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения. М.: Радио и связь, 1981 г., 560 с.
5. Шеломанов Д. А. Многокритериальное проектирование бортовых комплексов управления космических аппаратов. Авиакосмическое приборостроение, 2016 г., № 9, с. 3-10.
6. Реутов В. Г. Оценка реализуемости перспективных систем. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2017 г., № 3, с. 51-54.
7. Реутов В. Г., Шеломанов Д. А. Оценка надежности сложных систем. Прикладная физика и математика. 2013 г., № 4, с. 14-19.
8. Реутов В. Г., Шеломанов Д. А. Проблемы оценки показателей надежности сложных систем. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2016 г., № 7, с. 47-52.
9. Шеломанов Д. А. Методы идентификации отказов в системах управления движением. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2015 г., № 11, с. 34-38.
10. Аоки М. Оптимизация стохастических систем. М.: Наука, 1971 г., 424 с.
11. Сейдж Э. П., Мелса Дж. Л. Идентификация систем управления. М.: Наука, 1974 г., 248 с.
12. Реутов В. Г., Шеломанов Д. А. Математическое моделирование процесса десантирования управляемых парашютных грузовых систем при отказах их систем управления. Прикладная физика и математика, 2017 г., № 4, с. 38-43.
13. Реутов В. Г. Живучесть космических аппаратов мониторинга Земли. Труды ФГУП «НПЦ АП», 2013 г., № 3, с. 60-64.

Статья 2
УДК 621.317.32
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ КВАРЦЕВЫХ МАЯТНИКОВЫХ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ С ЦИФРОВОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Дмитрий Михайлович КАЛИХМАН, д. т. н.
E-mail: lidkalihman@yandex.ru,
Вячеслав Владимирович СКОРОБОГАТОВ
«ФГУП НПЦАП им. Н.А. Пилюгина» – «ПО Корпус», г. Саратов
410010, г. Саратов, ул. Осипова, 1
В статье рассматриваются вопросы разработки прецизионного кварцевого маятникового акселерометра с цифровым усилителем обратной связи, широтно-импульсным управлением током датчика момента и перепрограммируемым диапазоном измерения от ±10 g до ±50 g при сохранении точностных характеристик, характерных для приборов данного класса. Рассматриваются результаты экспериментальных исследований при разработке неортогонально ориентированного шестикомпонентного блока измерителей линейных ускорений для спускаемого аппарата космического корабля «Союз-МС», а также результаты испытаний макета акселерометра на базе ПАО МИЭА и ПНППК (г. Пермь) для систем авиационного и наземного применения. Делаются выводы о перспективности направления создания измерителей кажущегося ускорения с цифровыми системами управления.
Ключевые слова: кварцевый маятниковый акселерометр, цифровой усилитель обратной связи, широтно-импульсная модуляция, цифровой регулятор, разбалансировка маятника, температурная погрешность.

THE FUTURE OF QUARTZ PENDULOUS ACCELEROMETERS WITH DIGITAL FEEDBACK IN AUTOMATIC CONTROL SYSTEMS APPLICATION
Dmitry M. KALIKHMAN, D.Sc. in Engineering
e-mail: lidkalihman@yandex.ru,
Vyacheslav V. SKOROBOGATOV
«Academician Pilyugin Center» — FSUE ‘PO Korpus’, Saratov
1б Osipova, Saratov, RU
The article considers the development of a precision quartz pendulous accelerometer with the digital feedback amplifier, pulse-width current control of the torque and the reprogrammable measurement range from ±10 g to ±50 g while retaining accuracy, peculiar to this class of instruments. The results of experimental research during developing non-orthogonal oriented six-component linear accelerations measuring unit for the spacecraft «Soyuz MS» descent module, along with the results of the accelerometer mockup tests on the basis of PAO MIEA and PNPPK (Perm) for air and ground application systems are reviewed. Conclusions about the future of apparent accelerations measuring units with digital control development are made.
Keywords: quartz pendulous accelerometer, digital feedback amplifier, pulse-width modulation, digital controller, pendulum imbalance, temperature error.

Литература
1. Белов В. Ф., Васильева Н. П. Разработка прецизионных преобразователей для акселерометров навигационных систем // Труды МИЭА. Навигация и управление летательными аппаратами № 15, 2016 г., с. 32-51.
2. Денисов С. Ю., Акилин В. И. Технологические методы повышения точностных характеристик кварцевых акселерометров // Труды МИЭА. Навигация и управление летательными аппаратами № 15, 2016 г., с. 17-31.
3. Измайлов Е. А. Современные тенденции развития технологий инерциальных чувствительных элементов и систем летательных аппаратов // Труды МИЭА. Навигация и управление летательными аппаратами № 1, 2010 г., с. 40-55.
4. Калихман Д. М., Калихман Л. Я., Полушкин А. В., Нахов С. Ф., Бранец В. М., Рыжков В. Н., Дибров Д. Н. Измеритель вектора кажущегося линейного ускорения – прибор БИЛУ КХ69-042 для СУ спускаемого аппарата корабля «Союз-ТМА» // Сборник материалов XXIII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2006 г., с. 253-263.
5. Калихман Д. М., Садомцев Ю. В., Депутатова Е. А., Никифоров В. М. Прецизионные поворотные стенды нового поколения с инерциальными чувствительными элементами и цифровым управлением // Известия РАН. Теория и системы управления, №2, 2014 г., стр. 130-146.
6. Патент 2615221 РФ. Способ обеспечения виброустойчивости маятникового акселерометра линейных ускорений с цифровой обратной связью и виброустойчивый маятниковый акселерометр / Калихман Д. М., Калихман Л. Я., Гребенников В. И., Скоробогатов В. В., Нахов С. Ф., Смирнов Е. С. // Опубл. 04.04.2017. Бюл. № 10.
7. Патент № 2627970 РФ. Способ обеспечения линейности масштабного коэффициента маятникового широкодиапазонного акселерометра компенсационного типа / Калихман Д. М., Калихман Л. Я., Гребенников В. И., Скоробогатов В. В., Нахов С. Ф. // Опубл. 14.08.2017. Бюл. № 23.
8. Патент № 2626071 РФ. Способ обеспечения линейности масштабного коэффициента маятникового акселерометра компенсационного типа / Калихман Д. М., Калихман Л. Я., Гребенников В.И., Скоробогатов В. В., Нахов С. Ф. , Кожевников В. Е., Самитов Р. М. // Опубл. 21.07.2017. Бюл. № 21.
9. Патент № 2528119 РФ. Термоинвариантный измеритель линейного ускорения / Калихман Л. Я., Калихман Д. М., Нахов С. Ф., Поздняков В. М., Чурилин Ю. С., Рыжков В. С., Самитов Р. М. // Опубл. 10.09.2014. Бюл. № 25.
10. Сео Дже Бом. Оптимизация параметров и моделирование рабочих режимов в компенсационных акселерометрах типа Q-flex и Si-flex / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: 2012 г., 16 с.

Статья 3
УДК 629.7.015
ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПОЛЕТОВ НА САМОЛЕТЕ ИЛ-76ТД-90ВД НА ГРУНТОВЫЙ АЭРОДРОМ «МЕРИ РИВЕР» СЕВЕРНОЙ КАНАДЫ

Сергей Анатольевич КОСТИН
kostin@volga-dnepr.com
Группа компаний «Волга-Днепр»
432072 РФ, г. Ульяновск, ул. Карбышева, 14
Рассматриваются особенности и рекомендации к взлету и посадке самолета Ил-76ТД-90ВД на грунтовую взлетно-посадочную полосу за Северным полярным кругом в условиях низких температур и отсутствии радионавигационных средств посадки.
Ключевые слова: грунтовой аэродром, градиент набора высоты, прерванный взлет, посадочная дистанция.

PECULIARITIES OF FLYING ON AIRPLANE IL-76TD-90VD ON THE GROUND AERODROME «MARY RIVER» OF THE NORTHERN CANADA
Sergey A. KOSTIN
kostin@volga-dnepr.com
Volga-Dnepr Group
14, Karbisheva, Ulianovsk, RU, 432072
The article examines the special aspects and recommendations for Il-76TD-90VD aircraft takeoff and landing on an unpaved runway beyond the Arctic Circle in low temperature conditions and with the absence of radio navigation landing aids.
Keywords: unpaved runway, climb gradient, rejected take-off, landing distance.

Литература
1. Discovery: Mighty planes. Ilyushin, Il-76, Oct. 22.2017.
2. Костин С. А. Реализация бизнес-проекта «Полеты самолета Ил-76ТД-90ВД по маршруту Кейптаун – ст. Новолазаревская (Антарктида)» //Труды МИЭА, выпуск 14, 2016.
3. Анализ возможности автоматической посадки по категории IIIC самолета Ту-204СМ НА ВПП переменного состояния в условиях бокового ветра // Труды МИЭА, выпуск 19, 2017.

Статья 4
УДК 629.7.058
МОДЕЛЬ НАБЛЮДЕНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ ФАЗОВЫХ КООРДИНАТ РУЛЕВОГО ПРИВОДА САМОЛЕТА

Владимир Евгеньевич КУЛИКОВ, д. т. н., профессор,
Владимир Владимирович КУЛИКОВ,
Дмитрий Борисович ЮРЧЕНКО
ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
Россия, 125167, г. Москва, Авиационный пер., д. 5
e-mail: inbox@aomiea.ru
Рассмотрена задача построения скалярного наблюдателя функционирования рулевого привода самолета на основе воспроизведения с помощью дискретной фильтрации производных перемещения его выходного звена. Мерой соответствия привода своим эталонным характеристикам служит величина невязки наблюдения в виде рассогласования левой и правой частей дифференциального уравнения движения привода. Наблюдатель позволяет проводить идентификацию коэффициентов привода с применением метода наименьших квадратов при обработке экспериментальных данных.
Ключевые слова: модель наблюдения, рулевой привод, цифровая фильтрация, фазовые координаты, параметрическая идентификация.

THE MODEL OF AN AIRCRAFT CONTROL ACTUATOR OBSERVATION IN PHASE COORDINATES SPACE
Vladimir E. KULIKOV, D. Sc. in Engineering, professor,
Vladimir V. KULIKOV,
Dmitry B. YURCHENKO
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ PJSC
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125167, Russia
E-mail: inbox@aomiea.ru
The article considers the problem of aircraft control actuator operation state observer constructing based on modeling with the use of actuator deflection derivatives discreet filtration.
Residual error in the form of misalignment in the left or write part of an actuator deflection differential equation shows the extant of an actuator compliance with its best performance.
The observer allows the actuator coefficients identification, using the least-squares method in experimental data processing.
Keywords: observation model, control actuator, digital filtration, phase coordinates, parametric identification.

Литература
1. Математические методы теории управления. Проблемы устойчивости, управляемости и наблюдаемости/ Авт. коллектив Ильин А. В., Емельянов С. В., Коровин С. К., Фомичев В. В., Фурсов
А. С. − М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. − 200 с. 2. Кочетков Ю. А. Основы автоматики авиационного оборудования.
М.: ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 1975. − 454 с.
3. Куликов В. Е. Преобразование оператора многомерной стационарной системы к каноническому виду// Известия РАН. Теория и системы управления, №1, 1999, с. 31-40.
4. Кулифеев Ю. Б. Методика построения дискретных математических моделей линейных динамических объектов с постоянными коэффициентами. // Труды МИЭА. Навигация и управление летательными аппаратами. Вып. 13, 2016. С. 2-16.
5. Кочетков Ю. А. Основы автоматики авиационного оборудования.‒ М.: ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 1995. − 574 с.
6. Воронин, С.Г. Электропривод летательных аппаратов: Конспект лекций. Часть 1. – Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2006. − 171 с.
7. Иващенко Н. Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем. Учебник для вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп.‒ М., «Машиностроение», 1978. − 736 с.
8. Линник, Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. − Изд. 2-е, доп. и испр. − М. : Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1962. – 349 с.

Статья 5
УДК 629.7.018.7
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОЦЕНИВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОЛЕТА СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМОЙ ПРИ МАНЕВРИРОВАНИИ САМОЛЕТА

Олег Николаевич КОРСУН, д. т. н., профессор
marmotto@rambler.ru
ФГУП «ГосНИИАС»,
Владимир Евгеньевич КУЛИКОВ, д. т. н., профессор
ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
Россия, 125167, г. Москва, Авиационный пер., д. 5

E-mail: inbox@aomiea.ru
В статье предлагается метод оценивания в летном эксперименте погрешностей измерений скорости спутниковой навигационной системой при энергичном маневрировании самолета. При этом источником погрешностей является быстрая смена состава «созвездия» спутников, вызывающая переходные процессы в измерении скорости. Полученные по данным летного эксперимента оценки показывают, что на таких режимах погрешности спутниковой навигационной системы могут многократно превышать номинальные значение, соответствующие горизонтальному полету.
Ключевые слова: параметры движения летательного аппарата, обработка бортовых измерений, погрешности измерения скорости спутниковой навигационной системой.

EXPERIMENTAL ERRORS ESTIMATION OF AIR SPEED MEASURING BY THE SATELLITE NAVIGATION SYSTEM AT AIRCRAFT MANEUVERING
Oleg N. KORSUN, D. Sc. in Engineering, professor
marmotto@rambler.ru
FSUE ‘GosNIIAS’,
Vladimir E. KULIKOV, D. Sc. in Engineering, professor
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ PJSC
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125167, Russia
E-mail: inbox@aomiea.ru
The paper proposes an estimation method of air speed measurement errors making by satellite navigation system at aircraft dynamic maneuvering during the flight experiment. In this case, rapid change in the satellite «constellation» with transients response in air speed measuring causes errors. The estimates obtained from the flight experiment data show that in such modes the satellite navigation system errors can be many times greater than the nominal value corresponding to the horizontal flight.
Keywords: the aircraft motion parameters, onboard measurements processing, speed measurement errors making by satellite navigation system.

Литература
1. Васильченко К. К., Леонов В А., Пашковский И. М., Поплавский Б. К. Летные испытания самолетов. – М.: Машиностроение, 1996. 745 с.
2. Gumarov S. G. , Korsun O. N. A method of determining the dynamic error of optical trajectory measurement stations // Measurement Techniques. 2011. Vol. 54, №3, pp. 281-286.
3. Klein V., Morelli E . A. Aircraft system identification: Theory and Practice. – USA, Reston: AIAA. 2006. 499 p.
4. Korsun O. N., Poplavsky B. K. Approaches for flight tests aircraft parameter identification. 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS 2014. St. Petersburg. Paper № 2014-0210.
5. Jategaonkar R. V. Flight vehicle system identification: A time domain methodology. USA, Reston: AIAA. 2006. 410 p.
6. Корсун О. Н. Методы параметрической идентификации технических систем. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 69 с.
7. Овчаренко В. Н. Аэродинамические характеристики идентификации самолетов полетными данным. – М.: Издательство МАИ. 2017. 181 с.
8. Пушков С. Г., Горшкова О. Ю., Корсун О. Н. Математические модели погрешностей бортовых измерений скорости и угла атаки на режимах посадки самолета // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 8. С. 66-70.
9. Пушков С. Г., Корсун О. Н., Яцко А. А. Оценивание погрешностей определения индикаторной земной скорости в летных испытаниях авиационной техники с применением спутниковых навигационных систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. Т. 16. № 11. С. 771-776.
10. O. N. Korsun, B. K. Poplavskii, Estimation of systematic errors of onboard measurement of angle of attack and sliding angle based on integration of data of satellite navigation system and identification of wind velocity// Journal of Computer and Systems Sciences International. 2011. Vol. 50, pp. 130-143.
11. O. N. Korsun, S. V. Nikolaev, S. G. Pushkov An algorithm for estimating systematic measurement errors for air velocity, angle of attack, and sliding angle in flight testing // Journal of Computer and Systems Sciences International. 2016. Vol. 55, pp. 446-457.
12. A. Cho, Y.-S. Kang, B.-J. Park, and C.-S. Yoo, “Airflow angle and wind estimation using GPS / INS navigation data and airspeed,” in Proc. 13th Int. Conf. Control, Automation and Systems (ICCAS), Gwangju, Korea, 2013.
13. H. Long and S. Song, “Method of estimating angle-of-attack and sideslip angle based on data fusion,” // Proc. Int. Conf. Intelligent Computation Technology and Automation, 2009, pp. 641–644.
14. Пушков С. Г., Ловицкий Л. Л., Корсун О. Н. Методы определения скорости ветра при проведении лётных испытаний авиационной техники с применением спутниковых навигационных систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. №9. С. 65-70.
15. V. V. Bulgakov, O. N. Korsun, V. S. Kulabukhov, A. V. Stulovskii, D. S. Timofeev, Algorithms of increasing the calculational accuracy for an aircraft’s orientation angle // Journal of computer and systems sciences international.2016. Vol. 55, pp. 150-161.