RU2703007C1 - Method of generating control signals for steering drives of an unmanned aerial vehicle and a device for its implementation - Google Patents

Method of generating control signals for steering drives of an unmanned aerial vehicle and a device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2703007C1
RU2703007C1 RU2018141845A RU2018141845A RU2703007C1 RU 2703007 C1 RU2703007 C1 RU 2703007C1 RU 2018141845 A RU2018141845 A RU 2018141845A RU 2018141845 A RU2018141845 A RU 2018141845A RU 2703007 C1 RU2703007 C1 RU 2703007C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
control signals
control
input
signal
Prior art date
Application number
RU2018141845A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Сергеевич Сыров
Надежда Николаевна Кедрова
Александр Михайлович Пучков
Андрей Борисович Петров
Валерия Львовна Сухова
Дмитрий Григорьевич Тацюк
Рауза Абдулхаковна Камальдинова
Валерий Дмитриевич Соловьев
Артем Владимирович Хлопкин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс")
Priority to RU2018141845A priority Critical patent/RU2703007C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2703007C1 publication Critical patent/RU2703007C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: data processing.SUBSTANCE: group of inventions relates to a method and a device for generating control signals for steering drives of an unmanned aerial vehicle. To generate control signals, current control signals are received by course, pitch and roll, aircraft flight speed is measured, kinematic distribution of control signals for steering drives is performed, and rated values of limitation of control signals are set in certain manner. Device comprises three inputs of control signals of flight speed sensor, kinematic distribution unit, setter of nominal values of limitation of control signals, three signal limiters, setpoint of current values of limitation of control signals, connected in certain manner.EFFECT: higher accuracy of control and expansion of functional capabilities.2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к бортовым аналоговым и цифроаналоговым системам управления беспилотными летательными аппаратами (БПЛА), в которых используются механические рулевые приводы.The invention relates to on-board analog and digital-to-analog control systems for unmanned aerial vehicles (UAVs), which use mechanical steering gears.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ формирования сигналов управления для рулевых приводов беспилотного летательного аппарата, содержащий прием текущих сигналов управления по курсу, крену и тангажу, измерение скорости полета летательного аппарата, кинематическое распределение сигналов управления рулевых приводов и задание номинальных значений ограничения сигналов управления [1].Closest to the proposed invention is a method of generating control signals for the steering drives of an unmanned aerial vehicle, comprising receiving current control signals by heading, roll and pitch, measuring the flight speed of the aircraft, the kinematic distribution of control signals of the steering drives and setting the nominal values of the control signal limitation [1 ].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство формирования сигналов управления для рулевых приводов беспилотного летательного аппарата, содержащее три входа сигналов управления - по курсу, крену и тангажу, последовательно соединенные датчик скорости полета летательного аппарата и блок кинематического распределения сигналов, сигналы с выходов которого являются выходными сигналами устройства, и задатчик номинальных значений ограничениия сигналов управления [1].Closest to the proposed invention is a device for generating control signals for steering drives of an unmanned aerial vehicle, containing three inputs of control signals — heading, roll, and pitch, connected in series to the aircraft’s flight speed sensor and a kinematic distribution block of signals whose output signals are output signals devices, and the setpoint of the nominal values of the limitation of control signals [1].

Недостатками известных способа и устройства являются ограниченные функциональные возможности в условиях широкого спектра условий полета по высоте и скорости и ограниченная точность управления БПЛА.The disadvantages of the known method and device are limited functionality in a wide range of flight conditions in altitude and speed and limited accuracy of UAV control.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности управления БПЛА.The technical result of the invention is to expand the functionality and improve the accuracy of UAV control.

Указанный технический результат достигается тем, что в известный способ формирования сигналов управления для рулевых приводов беспилотного летательного аппарата, содержащий прием текущих сигналов управления по курсу, крену и тангажу, измерение скорости полета М летательного аппарата, кинематическое распределение сигналов управления рулевых приводов и задание номинальных значений ограничения сигналов управления, дополнительно введены формирование модульной функции принятых сигналов управления по курсу, крену и тангажу, масштабирование сигналов управления с коэффициентом запаса Кзап.≅0,2÷0,6, формирование текущих значений ограничения сигналов управления по курсу, крену и тангажу на основе разности масштабированных значений сигналов модульной функции смежных сигналов и номинальных значений ограничения в каждом из каналов курса, крена и тангажа соответственно, и формирование текущих сигналов управления для кинематического распределения на основе разности сигналов таким образом, что при отрицательном значении разностного сигнала управления соответствующего канала ограничение сигнала управления больше номинального значения в Когр. раз, Когр.>1.The specified technical result is achieved by the fact that in a known method of generating control signals for steering drives of an unmanned aerial vehicle, comprising receiving current control signals by heading, roll and pitch, measuring the flight speed M of the aircraft, the kinematic distribution of control signals of the steering drives and setting the nominal constraint values control signals; additionally, the formation of a modular function of the received control signals at the heading, roll and pitch is introduced; control signals with a safety factor K app. ,20.2 ÷ 0.6, generating the current control signal restriction values by heading, roll and pitch based on the difference between the scaled signal values of the modular function of adjacent signals and the nominal restriction values in each of the heading, roll and pitch channels, respectively, and generating the current signals control for the kinematic distribution based on the difference of the signals in such a way that with a negative value of the difference control signal of the corresponding channel, the control signal limitation is greater than about the values in K ogre. times, To ogre. > 1.

Указанный технический результат достигается также и тем, что в известное устройство формирования сигналов управления для рулевых приводов беспилотного летательного аппарата, содержащее три входа сигналов управления - по курсу, крену и тангажу, последовательно соединенные датчик скорости полета летательного аппарата и блок кинематической развязки, сигналы с выхода которого являются выходными сигналами устройства для рулевых приводов, и задатчик номинальных значений ограничения сигналов управления, дополнительно введены первый управляемый ограничитель сигнала, первый вход которого соединен со входом сигнала управления устройства по курсу, а выход с первым входом блока кинематической разводки, второй управляемый ограничитель сигнала, первый вход которого соединен со входом сигнала управления устройства по крену, а выход - со вторым входом блока кинематической разводки, третий управляемый ограничитель сигнала, первый вход которого соединен со входом сигнала управления устройства по тангажу, а выход - с третьим входом блока кинематической разводки, и задатчик текущих значений ограничения сигналов управления, первый второй и третий входы которого соединены с входами сигналов управления устройства по курсу, крену и тангажу соответственно, четвертый, пятый и шестой входы - с первым, вторым и третьим выходами задатчика номинальных значений ограничения сигналов управления соответственно, первый второй и третий входы блока кинематической разводки соединены с выходом первого, второго и третьего управляемых ограничителей сигнала соответственно.The specified technical result is also achieved by the fact that in the known device for generating control signals for the steering drives of an unmanned aerial vehicle, containing three inputs of control signals - heading, roll and pitch, series-connected aircraft speed sensor and a kinematic separation unit, output signals which are the output signals of the device for steering drives, and the setpoint of the nominal values of the control signal limitation, the first control a controlled signal limiter, the first input of which is connected to the input of the control signal of the device in the direction, and the output with the first input of the kinematic wiring block, a second controlled signal limiter, the first input of which is connected to the input of the control signal of the device in the roll, and the output - with the second input of the kinematic block wiring, the third controlled signal limiter, the first input of which is connected to the input of the device control signal in pitch, and the output - with the third input of the kinematic wiring unit, and the controller x control signal limitation values, the first second and third inputs of which are connected to the device control signal inputs at the heading, roll and pitch, respectively, the fourth, fifth and sixth inputs - with the first, second and third outputs of the setpoint of the nominal control signal limitation values, respectively, the first second and the third inputs of the kinematic wiring block are connected to the output of the first, second, and third controlled signal limiters, respectively.

На фиг. 1 представлена структурно-функциональная схема устройства формирования сигналов управления для рулевых приводов беспилотного летательного аппарата, на фиг. 2 - схема расположения рулей, на фиг. 3 - блок-схема задатчика 7 для каналов курса, крена и тангажа.In FIG. 1 is a structural and functional diagram of a control signal generating apparatus for steering drives of an unmanned aerial vehicle; FIG. 2 is a steering arrangement diagram, FIG. 3 is a block diagram of a setter 7 for heading, roll and pitch channels.

Устройство формирования сигналов управления для рулевых приводов беспилотного летательного аппарата (фиг. 1) содержит три входа сигналов управления - по курсу, крену и тангажу, последовательно соединенные датчик скорости полета 1 (ДСП) летательного аппарата и блок кинематического распределения сигналов 2 (БКР), сигналы с выхода которого являются выходными сигналами устройства, и задатчик номинальных значений ограничения сигналов управления 3 (ЗНЗОСУ), первый управляемый ограничитель сигнала 4 (1УОС), первый вход которого соединен со входом сигнала управления устройства по курсу, а выход с первым входом блока кинематического распределения сигналов 2, второй управляемый ограничитель сигнала 5 (2УОС), первый вход которого соединен со входом сигнала управления устройства по крену, а выход - со вторым входом блока кинематического распределения сигналов 2, третий управляемый ограничитель сигнала 6 (3УОС), первый вход которого соединен со входом сигнала управления устройства по тангажу, а выход - с третьим входом блока кинематического распределения сигналов 2, и задатчик текущих значений ограничения сигналов управления 7 (ЗТЗОСУ), первый, второй и третий входы которого соединены с входами сигналов управления устройства по курсу, крену и тангажу соответственно, четвертый, пятый и шестой входы - с первым, вторым и третьим выходами задатчика номинальных значений ограничения сигналов управления 3 соответственно, первый второй и третий входы блока кинематического распределения сигналов 2 соединены с выходом первого 4, второго 5 и третьего 6 управляемых ограничителей сигнала соответственно.The device for generating control signals for steering drives of an unmanned aerial vehicle (Fig. 1) contains three inputs of control signals - along the heading, roll, and pitch, a flight speed sensor 1 (DSP) of the aircraft and a kinematic signal distribution unit 2 (BCR), signals are connected in series the output of which are the output signals of the device, and the setpoint of the nominal values of the limitation of control signals 3 (ZNZOSU), the first controlled signal limiter 4 (1UOS), the first input of which is connected to the input the control signal of the device in the direction, and the output with the first input of the kinematic distribution of signals 2, the second controlled signal limiter 5 (2UOS), the first input of which is connected to the input of the control signal of the device on the roll, and the output with the second input of the kinematic distribution of signals 2, the third controlled signal limiter 6 (3UOS), the first input of which is connected to the input of the control signal of the device in pitch, and the output is connected to the third input of the kinematic distribution block of signals 2, and the current value adjuster control signal limitation 7 (ЗЗЗОСУ), the first, second, and third inputs of which are connected to the device control signal inputs along the heading, roll, and pitch, respectively, the fourth, fifth, and sixth inputs - with the first, second, and third outputs of the setpoint controller 3, respectively, the first second and third inputs of the kinematic distribution block of signals 2 are connected to the output of the first 4, second 5 and third 6 controlled signal limiters, respectively.

Устройство формирования сигналов управления для рулевых приводов беспилотного летательного аппарата работает следующим образом.A device for generating control signals for steering drives of an unmanned aerial vehicle operates as follows.

Задающими сигналами для рулевых приводов являются сигналы σϕ, σγ, σϑ по курсу, крену и тангажу, соответственно, поступающие от системы управления - показано пунктиром. Указанные сигналы поступают на первый 4 (1УОС), второй 5 (2УОС) и третий 6 (3УОС) управляемые ограничители сигналов соответственно, с выхода которых снимаются соответствующие ограниченные сигналы

Figure 00000001
поступающие на блок кинематического распределения сигналов 2.The driving signals for the steering drives are the signals σ ϕ , σ γ , σ ϑ along the heading, roll, and pitch, respectively, coming from the control system — shown by a dotted line. These signals are fed to the first 4 (1UOS), second 5 (2UOS) and third 6 (3UOS) controlled signal limiters, respectively, from the output of which the corresponding restricted signals are removed
Figure 00000001
arriving at the block of kinematic distribution of signals 2.

Обозначенный на фиг. 1 блок кинематического распределения сигналов 2 - определяет функции распределения сигналов

Figure 00000002
для рулевых приводов РП1, РП2 и РП3.Referred to in FIG. 1 block of kinematic distribution of signals 2 - determines the distribution functions of signals
Figure 00000002
for steering gears RP1, RP2 and RP3.

Первый руль 1Р (фиг. 2) участвует в отработке сигналов управления по курсу и крену, второй 2Р и третий 3Р рули участвуют в отработке сигналов управления всех каналов.The first 1P steering wheel (Fig. 2) is involved in the development of control signals along the heading and roll, the second 2P and the third 3P steering wheels participate in the processing of control signals of all channels.

С выхода блока 2 сигналы σ1, σ2, σ3 поступают на рулевые приводы (РП) - блок РП показан пунктиром - которые их отрабатывают, отклоняя рули на δ1, δ2, δ3. Знаком + отмечены положительные отклонения рулей. При этом максимальные значения отклонения рулей δ2 max=δ3 max.From the output of block 2, the signals σ 1 , σ 2 , σ 3 are fed to the steering drives (RP) - the RP block is indicated by a dotted line - which work them out, deflecting the rudders by δ 1 , δ 2 , δ 3 . The + sign indicates positive steering deviations. In this case, the maximum deviation of the rudders is δ 2 max = δ 3 max .

Датчик скорости полета 1 БПЛА выдает сигнал скорости в числах Маха на блок 2 для инвариантного распределения сигналов в соответствии с [2]. Ограничители 4, 5, 6 ограничивают сигналы σϕ, σγ, σϑ на основе номинальных значений ограничения

Figure 00000003
в задатчике 3 и сравнения их с текущими уровнями соответствующих сигналов σϕ, σγ, σϑ. Указанное сравнение производится в каждом канале управления по сравнению с сигналом модульной функции (фиг. 3) смежных каналов для более оптимального с точки зрения распределения ограничений при недозагруженности смежных каналов управления.The UAV flight speed sensor 1 issues a speed signal in Mach numbers to block 2 for an invariant distribution of signals in accordance with [2]. Limiters 4, 5, 6 limit the signals σ ϕ , σ γ , σ ϑ based on the nominal values of the limit
Figure 00000003
in the master 3 and comparing them with the current levels of the corresponding signals σ ϕ , σ γ , σ ϑ . The indicated comparison is made in each control channel in comparison with the signal of the modular function (Fig. 3) of adjacent channels for a more optimal distribution point of limitations when the adjacent control channels are underloaded.

Такое исполнение позволяет достаточно оптимально соотнести предельные максимальные уровни отрабатываемых сигналов всех каналов управления БПЛА с текущими уровнями отклонений рулевых приводов δj, где j=1, 2, 3.This design allows you to quite optimally correlate the maximum maximum levels of the processed signals of all UAV control channels with the current levels of deviations of the steering drives δ j , where j = 1, 2, 3.

При этом сравнение текущих сигналов управления с их номинальными значениями производится с коэффициентом запаса меньше 1, а увеличение значения ограничения с коэффициентом усиления больше 1, но не более соотношения

Figure 00000004
для канала курса,
Figure 00000005
для каналов крена и тангажа.In this case, the comparison of current control signals with their nominal values is performed with a safety factor of less than 1, and an increase in the limit value with a gain of more than 1, but not more than the ratio
Figure 00000004
for the course channel,
Figure 00000005
for roll and pitch channels.

Ограничения сигналов управления играют важную роль и требуют корректности при совместном задействовании каналов [2] с учетом предлагаемого вариирования ограничений.Limitations of control signals play an important role and require correctness in the joint involvement of channels [2], taking into account the proposed variation of limitations.

На основе изложенного кинематическая разводка сигналов управления имеет видBased on the foregoing, the kinematic wiring of control signals has the form

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

где ki - инвариантные коэффициенты, определенные в [2].where k i are the invariant coefficients defined in [2].

Эквивалентные отклонения рулей σϕ, σγ, σϑ с учетом 1а, 1б, 1в в обратном пересчете с учетом положения σi=δj имеют вид:Equivalent deviations of the rudders σ ϕ , σ γ , σ ϑ taking into account 1a, 1b, 1c in the opposite counting, taking into account the position σ i = δ j, are of the form:

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

При этом определены максимальные значения отклонений (расхода) рулей δ1 max, δ2 max и δ3 max.In this case, the maximum values of deviations (flow) of the rudders δ 1 max , δ 2 max and δ 3 max .

На фиг. 3 представлена блок-схема задатчика 7 для каналов курса, крена и тангажа.In FIG. 3 is a block diagram of a setter 7 for heading, roll, and pitch channels.

Входными сигналами ограничений для задатчика 7 являются:The input signals of the restrictions for the setter 7 are:

-

Figure 00000012
- для канала курса, поступающий на первый управляемый переключатель 8 (1УП);-
Figure 00000012
- for the course channel, arriving at the first controlled switch 8 (1UP);

-

Figure 00000013
- для канала крена, поступающий на второй управляемый переключатель 9 (2УП);-
Figure 00000013
- for the roll channel, arriving at the second managed switch 9 (2UP);

-

Figure 00000014
- для канала тангажа, поступающий на третий управляемый переключатель 10 (3УП).-
Figure 00000014
- for the pitch channel arriving at the third controllable switch 10 (3UP).

Также на задатчик 7 поступают текущие сигналы управления:Also on the setter 7 receives the current control signals:

- σϕ - для канала курса - на первый усилитель 11 (1УС);- σ ϕ - for channel heading - to the first amplifier 11 (1US);

-σγ - для канала крена - на первый блок модульной функции 12 (1БМФ);-σ γ - for the roll channel - to the first block of modular function 12 (1 BMF);

- σϑ - для канала тангажа - на первый сумматор 13 (1С).- σ ϑ - for the pitch channel - to the first adder 13 (1C).

Выходными сигналами задатчика 7 являются:The output signals of the setter 7 are:

-

Figure 00000015
- для канала курса - с выхода второго сумматора 14 (2С);-
Figure 00000015
- for the course channel - from the output of the second adder 14 (2C);

-

Figure 00000016
- для канала крена - с выхода третьего сумматора 15 (3С);-
Figure 00000016
- for the roll channel - from the output of the third adder 15 (3C);

-

Figure 00000017
- для канала тангажа - с выхода четвертого сумматора 16 (4С).-
Figure 00000017
- for the pitch channel - from the output of the fourth adder 16 (4C).

Функционирование задатчика 7 в соответствии с фиг. 3 и соотношениями (1а), (1б) и (1в) производится следующим образом.The operation of the setter 7 in accordance with FIG. 3 and relations (1a), (1b) and (1c) is performed as follows.

По каналу курса.On the channel of the course.

Базовым соотношением принято (1а).The basic ratio is accepted (1a).

Сформированный блоком 12 сигнал модульной функции |σγ| масштабируется с коэффициентом запаса, учитывающим и коэффициент kγ по [2] и эмпирически составляющем 0,2÷0,6 в первом масштабном усилителе 17 (1МУ), откуда поступает на первый блок сравнения 18 (1БС), в котором сравнивается с входным сигналом

Figure 00000018
. При отрицательной разности сигналов
Figure 00000019
и масштабированного блоком 17, блоком 18 выделяется сигнал В1, который переключает переключатель 8, переводя цепь сигнала
Figure 00000020
с собственного значения на второй усилитель сигнала 19 (2УС) с коэффициентом усиления больше 1, но не более соотношения
Figure 00000021
, и эмпирически составляющего 1,2÷1,6. Оба сигнала поступают на второй сумматор 14, выходом которого является сигнал
Figure 00000022
The signal of the modular function | σ γ | is scaled with a safety factor, taking into account the coefficient k γ according to [2] and empirically constituting 0.2–0.6 in the first large-scale amplifier 17 (1MU), from where it arrives at the first comparison unit 18 (1BS), in which it is compared with the input signal
Figure 00000018
. With a negative signal difference
Figure 00000019
and scaled by block 17, block 18 allocates a signal B1, which switches the switch 8, translating the signal circuit
Figure 00000020
from the eigenvalue to the second signal amplifier 19 (2US) with a gain greater than 1, but not more than
Figure 00000021
, and empirically constituting 1.2 ÷ 1.6. Both signals are fed to the second adder 14, the output of which is a signal
Figure 00000022

Таким образом, сформирован выходной сигнал текущего значения ограничения сигнала управления по курсу.Thus, the output signal of the current value of the control signal limitation along the course is generated.

По каналу крена.On the roll channel.

Базовыми соотношениями приняты (1б) и (1в).The basic relations are (1b) and (1c).

Усиленный на усилителе 11 по условию инвариантности [2] сигнал σϕ далее инвертируется инвертором 20 (И) и поступает в сумматор 13 вместе с сигналом σϑ. Во втором блоке модульной функции 21 (2БМФ) выделяется модуль суммарного сигнала, подаваемый в блок выделения максимального значения 22 (БВМЗ), вторым сигналом для которого является сигнал третьего блока модульной функции 23 (3БМФ), сформированный пятым сумматором 24 (5С) по сигналам σϑ и усиленным на усилителе 11 сигнала σϕ.The signal σ ϕ amplified on the amplifier 11 by the invariance condition [2] is then inverted by the inverter 20 (I) and enters the adder 13 together with the signal σ ϑ . In the second block of the modular function 21 (2BMF), the total signal module is allocated to the maximum value extraction unit 22 (BVMZ), the second signal for which is the signal of the third block of the modular function 23 (3BMF) generated by the fifth adder 24 (5С) from the signals σ ϑ and amplified on the amplifier 11 of the signal σ ϕ .

Сформированный блоком 22 сигнал максимального значения масштабируется вторым масштабным усилителем 25 (2МУ) с эмпирическим коэффициентом 0,2÷0,6 и поступает на второй блок сравнения 26 (2БС), на второй вход которого поступает сигнал

Figure 00000023
. При отрицательной разности масштабированного сигнала и сигнала
Figure 00000024
выделяется сигнал В2 и переключается второй управляемый переключатель 9, переводя цепь сигнала
Figure 00000025
с собственного значения на третий усилитель сигнала 27 (3УС) с коэффициентом усиления больше 1, но не более соотношения
Figure 00000026
, и эмпирически составляющего 1,2÷1,6.The signal of maximum value generated by block 22 is scaled by the second large-scale amplifier 25 (2MU) with an empirical coefficient of 0.2 ÷ 0.6 and is fed to the second comparison unit 26 (2BS), the second input of which receives a signal
Figure 00000023
. With a negative difference between the scaled signal and the signal
Figure 00000024
the B2 signal is selected and the second controlled switch 9 is switched, translating the signal circuit
Figure 00000025
from the eigenvalue to the third signal amplifier 27 (3US) with a gain greater than 1, but not more than
Figure 00000026
, and empirically constituting 1.2 ÷ 1.6.

Таким образом, на третий сумматор 15 поступают оба эти сигнала, а выходом его является выходной сигнал текущего значения ограничения сигнала управления по крену

Figure 00000027
Thus, both of these signals arrive at the third adder 15, and its output is the output signal of the current roll control signal limit value
Figure 00000027

По каналу тангажа.On the pitch channel.

Базовыми соотношениями приняты (1б) и (1в).The basic relations are (1b) and (1c).

На шестой сумматор 28 (6С) поступает сигнал σγ и сигнал с выхода инвертора 20, из выходного сигнала которого формируется сигнал модульной функции блоком 29 (4БМФ) с масштабным усилением в третьем масштабном усилителе 30 (3МУ) с эмпирическим коэффициентом 0,2÷0,6. В третьем блоке сравнения 31 (3БС) выделяется разность между полученным сигналом блока 30 и входным сигналом

Figure 00000028
. При отрицательной разности блок 31 выдает сигнал В3 на третий управляемый переключатель 10, переводя цепь сигнала
Figure 00000029
с номинального значения на усиленное в четвертом усилителе 32 (4УС) с коэффициентом усиления больше 1, но не более соотношения
Figure 00000030
, и эмпирически составляющего 1,2÷1,6. Оба сигнала поступают на четвертый сумматор 16, выходом которого является сигнал
Figure 00000031
The sixth adder 28 (6C) receives a signal σ γ and a signal from the output of the inverter 20, from the output signal of which a modular function signal is generated by block 29 (4БМФ) with scale amplification in the third scale amplifier 30 (3МУ) with an empirical coefficient of 0.2 ÷ 0 , 6. In the third comparison unit 31 (3BS), the difference between the received signal of block 30 and the input signal is highlighted
Figure 00000028
. With a negative difference, block 31 issues a signal B3 to a third controlled switch 10, translating the signal circuit
Figure 00000029
from the nominal value to the amplified in the fourth amplifier 32 (4US) with a gain greater than 1, but not more than the ratio
Figure 00000030
, and empirically constituting 1.2 ÷ 1.6. Both signals are fed to the fourth adder 16, the output of which is a signal
Figure 00000031

Рулевые приводы отрабатывают аналоговые управляющие сигналы σi с учетом функционального изменения ограничений.Steering drives work out the analog control signals σ i taking into account the functional change in restrictions.

Способ и устройство управления несложно реализуется алгоритмически, все звенья и блоки могут быть также реализованы на стандартных элементах автоматики и вычислительной техники, например, по [3], а также в виде цифроаналогового исполнения.The control method and device is easily implemented algorithmically, all links and blocks can also be implemented on standard elements of automation and computer technology, for example, according to [3], as well as in the form of digital-analog execution.

Предложенный способ позволяет расширить функциональные возможности и повысить точность управления БПЛА.The proposed method allows to expand the functionality and improve the accuracy of UAV control.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2251136, G05D 1/08, 2005.1. RF patent No. 2251136, G05D 1/08, 2005.

2. A.M. Пучков. Критерии и метод расчета ограничений распределяемых сигналов управления рулевыми приводами ЛА. М., Вестник Московского авиационного института №6, том 18, 2009 г., с. 49-54.2. A.M. Puchkov. Criteria and method for calculating the limitations of the distributed steering control signals of aircraft. M., Bulletin of the Moscow Aviation Institute No. 6, volume 18, 2009, p. 49-54.

3. А.У. Ялышев, О.И. Разоренов. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. М., Машиностроение, 1981, с. 107, 126.3. A.U. Yalyshev, O.I. Razorenov. Multifunctional analog control devices for automation. M., Mechanical Engineering, 1981, p. 107, 126.

Claims (2)

1. Способ формирования сигналов управления для рулевых приводов беспилотного летательного аппарата, содержащий прием текущих сигналов управления по курсу, крену и тангажу, измерение скорости полета летательного аппарата, кинематическое распределение сигналов управления для рулевых приводов и задание номинальных значений ограничения сигналов управления, отличающийся тем, что введены формирование модульной функции принятых сигналов управления по курсу, крену и тангажу, масштабирование сигналов управления с коэффициентом запаса Кзап.≅0,2÷0,6, формирование текущих значений ограничения сигналов управления по курсу, крену и тангажу на основе разности масштабированных значений сигналов модульной функции смежных каналов и номинальных значений ограничения в каждом из каналов курса, крена и тангажа соответственно, и формирование текущих сигналов управления для кинематического распределения на основе разности сигналов таким образом, что при отрицательном значение разностного сигнала управления соответствующего канала ограничение сигнала управления больше номинального значения в Когр. раз, Когр.>1.1. A method of generating control signals for the steering drives of an unmanned aerial vehicle, comprising receiving current control signals by heading, roll and pitch, measuring the flight speed of the aircraft, the kinematic distribution of control signals for the steering drives and setting the nominal values of the control signal limitation, characterized in that the formation of the modular function of the received control signals along the heading, roll and pitch, scaling of control signals with a safety factor K zp are introduced . ,20.2 ÷ 0.6, the formation of the current control signal limitation values for the heading, roll and pitch based on the difference of the scaled signal values of the modular function of adjacent channels and the nominal restriction values in each of the heading, roll and pitch channels, respectively, and the formation of current signals control for the kinematic distribution based on the difference of the signals in such a way that with a negative value of the difference control signal of the corresponding channel, the control signal limitation is greater than values in K ogre. times, To ogre. > 1. 2. Устройство формирования сигналов управления для рулевых приводов беспилотного летательного аппарата, содержащее три входа сигналов управления - по курсу, крену и тангажу, последовательно соединенные датчик скорости полета летательного аппарата и блок кинематического распределения, сигналы с выхода которого являются выходными сигналами устройства, и задатчик номинальных значений ограничения сигналов управления, отличающийся тем, что в него введены первый управляемый ограничитель сигнала, первый вход которого соединен со входом сигнала управления устройства по курсу, а выход с первым входом блока кинематического распределения сигналов, второй управляемый ограничитель сигнала, первый вход которого соединен со входом сигнала управления устройства по крену, а выход - со вторым входом блока кинематического распределения сигналов, третий управляемый ограничитель сигнала, первый вход которого соединен со входом сигнала управления устройства по тангажу, а выход - с третьим входом блока кинематического распределения сигналов, и задатчик текущих значений ограничения сигналов управления, первый, второй и третий входы которого соединены с входами сигналов управления устройства по курсу, крену и тангажу соответственно, четвертый, пятый и шестой входы - с первым, вторым и третьим выходами задатчика номинальных значений ограничения сигналов управления соответственно, первый, второй и третий входы блока кинематического распределения сигналов соединены с выходом первого, второго и третьего управляемых ограничителей сигнала соответственно.2. A device for generating control signals for the steering drives of an unmanned aerial vehicle, comprising three inputs of control signals — heading, roll, and pitch, a flight speed sensor and a kinematic distribution unit, the output signals of which are the output signals of the device, and the nominal control signal limiting values, characterized in that a first controlled signal limiter is introduced into it, the first input of which is connected to the input device control direction, and the output with the first input of the kinematic distribution block of signals, the second controlled signal limiter, the first input of which is connected to the input of the control signal of the device along the roll, and the output with the second input of the kinematic distribution of signals, the third controlled signal limiter, the first the input of which is connected to the input of the control signal of the device in pitch, and the output is connected to the third input of the kinematic distribution block of signals, and the setpoint of the current values of the constraint control signals, the first, second and third inputs of which are connected to the inputs of the control signals of the device in the direction, roll and pitch, respectively, the fourth, fifth and sixth inputs - with the first, second and third outputs of the setpoint of the nominal values of the control signal limits, respectively, the first, second and the third inputs of the kinematic distribution of signals are connected to the output of the first, second and third controlled signal limiters, respectively.
RU2018141845A 2018-11-28 2018-11-28 Method of generating control signals for steering drives of an unmanned aerial vehicle and a device for its implementation RU2703007C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018141845A RU2703007C1 (en) 2018-11-28 2018-11-28 Method of generating control signals for steering drives of an unmanned aerial vehicle and a device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018141845A RU2703007C1 (en) 2018-11-28 2018-11-28 Method of generating control signals for steering drives of an unmanned aerial vehicle and a device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2703007C1 true RU2703007C1 (en) 2019-10-15

Family

ID=68280330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018141845A RU2703007C1 (en) 2018-11-28 2018-11-28 Method of generating control signals for steering drives of an unmanned aerial vehicle and a device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703007C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2768310C1 (en) * 2021-07-07 2022-03-23 Акционерное общество "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ" (АО "РСК "МиГ") Course channel aircraft control system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2212702C1 (en) * 2002-01-23 2003-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Радуга" Control system of pilotless flight vehicle
RU2234725C1 (en) * 2003-04-02 2004-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Радуга" им. А.Я. Березняка" Flying vehicle control system
RU107601U1 (en) * 2011-02-21 2011-08-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) UNMANNED AIRCRAFT CONTROL SYSTEM WITH COMPLETE DEVICE FOR MEASURING HEIGHT OF FLIGHT
RU2490686C1 (en) * 2012-06-05 2013-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of generating signal to control aircraft angular flight and device to this end
US20180081351A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Gopro, Inc. Adaptive rate gain controller

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2212702C1 (en) * 2002-01-23 2003-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Радуга" Control system of pilotless flight vehicle
RU2234725C1 (en) * 2003-04-02 2004-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Радуга" им. А.Я. Березняка" Flying vehicle control system
RU107601U1 (en) * 2011-02-21 2011-08-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) UNMANNED AIRCRAFT CONTROL SYSTEM WITH COMPLETE DEVICE FOR MEASURING HEIGHT OF FLIGHT
RU2490686C1 (en) * 2012-06-05 2013-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of generating signal to control aircraft angular flight and device to this end
US20180081351A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Gopro, Inc. Adaptive rate gain controller

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2768310C1 (en) * 2021-07-07 2022-03-23 Акционерное общество "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ" (АО "РСК "МиГ") Course channel aircraft control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107908109B (en) Hypersonic aircraft reentry section track optimization controller based on orthogonal configuration optimization
EP0193442A1 (en) Automatic camber control
CN106874617B (en) Efficient helicopter maneuvering flight quality grade evaluation method
RU2703007C1 (en) Method of generating control signals for steering drives of an unmanned aerial vehicle and a device for its implementation
CN102320378B (en) Balanced control distribution method of airplane with multiple control surfaces
CN110733670A (en) short-range low-overload reentry track design method
Safwat et al. Robust Nonlinear Flight Controller For Small Unmanned Aircraft Vehicle based on Incremental BackStepping
RU2391694C1 (en) Board digital-analogue adaptive system of aircraft control
EP1080398A2 (en) Earth-referenced wind adjustment for hovering aircraft
RU2327602C1 (en) Aircraft control method and complex system method is built around
CN111026159B (en) Method for realizing BC (binary code) reverse channel navigation function of helicopter flight control system
RU2434785C1 (en) Aircraft pitch angle bank angular speed limiting automatic control system
RU2290346C1 (en) Flight altitude automatic control system for unmanned flying vehicles
Lombaerts et al. Design and flight testing of nonlinear autoflight control laws incorporating direct lift control
RU2460113C1 (en) Method of generating integral adaptive signal for stabilising gliding motion of unmanned aircraft and apparatus for realising said method
RU2459744C1 (en) Method of generating integral signal of drone gliding stabilisation and device to this end
EP0073588A2 (en) Multiaxis hardover protection apparatus for automatic flight control systems
US2594326A (en) Trim tab servomotor control
RU2691510C1 (en) Automatic control system of drone by roll angle
EP0038606B1 (en) Method and apparatus for generating nose wheel speed signals
RU51587U1 (en) AUTOMATIC HEIGHT CONTROL SYSTEM OF UNMANNED AIRCRAFT
US3743823A (en) Feedback control system with digital control elements
RU2601089C1 (en) Method of drone angular position stabilizing non-linear adaptive digital/analogue signal generation and stabilization system for its implementation
RU2234117C1 (en) System for controlling angular motion of pilot -free aircraft
RU2302358C1 (en) Autopilot for symmetrical guided anti-aircraft missile

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201129