д-р тех. наук, доц.
г. Таганрог
Taganrog, 344006,Rostov Region
аспирант
г. Таганрог
Taganrog, 344006,Rostov Region
Рассматривается проблема управления самолетом-амфибией (СА) в режиме установившегося глиссирования под действием ветроволновых возмущений. Проведен анализ современных подходов и методов синтеза систем управления летательными аппаратами (ЛА). Представлен краткий обзор существующих научных работ, посвященных управлению СА на различных режимах движения. Обоснована необходимость разработки автопилота для управления продольным движением СА. Выполнен обзор характеристик состояния водной поверхности и их влияния на эксплуатацию СА на воде. Проанализировано влияние внешних возмущений на устойчивость глиссирования СА, на основании чего обосновано применение метода интегральной адаптации на инвариантных многообразиях для проведения процедуры синтеза векторного нелинейного регулятора системы управления СА в режиме глиссирования при действии ветроволновых возмущений. В рамках подхода используется синергетический принцип "расширения—сжатия" фазового пространства, на основании которого вначале строится расширенная модель синергетического синтеза, учитывающая оценки действия возмущающих воздействий, а затем при применении процедуры синтеза осуществляется поэтапное сжатие фазового пространства за счет введения инвариантных многообразий, на пересечении которых гарантируется выполнение заданной технологической задачи, а также обеспечивается инвариантность к действию ветроволновых возмущений. Результаты исследования подтверждены компьютерным моделированием синтезированной замкнутой системы управления СА, в частности показано, что в замкнутой системе гарантируется поддержание требуемых скорости и высоты полета, а также удержание угла дифферента в необходимом диапазоне значений.
The work examines the problem of controlling an amphibious aircraft (AA) in steady-state planing mode under the influence of wind-wave disturbances. An analysis of modern approaches and methods for the synthesis of aircraft control systems was carried out. A brief overview of existing scientific works devoted to the control of AA in various modes of movement is presented. The necessity of developing an autopilot to control the longitudinal movement of an AA is substantiated. A review is made of the characteristics of the state of the water surface and their influence on the operation of an AA on water. An analysis of the influence of external disturbances on the planing stability of AA is presented, on the basis of which the use of the integral adaptation method on invariant manifolds is justified for the synthesis procedure of a vector nonlinear controller of the control system of an AA in planing mode under the influence of wind-wave disturbances. The approach uses the synergetic principle of "expansion-compression" of the phase space, on the basis of which an extended model of synergetic synthesis is first constructed, taking into account estimates of the action of disturbing influences, and then, when applying the synthesis procedure, a phased compression of the phase space is carried out by introducing invariant manifolds, at the intersection of which the fulfillment of a given technological task is guaranteed, and invariance to the action of wind-wave disturbances is also ensured. The results of the study are confirmed by computer modeling of a synthesized closed-loop control system for the aircraft; in particular, it is shown that the closed-loop system guarantees the maintenance of the required flight speed and altitude, as well as maintaining the trim angle in the required range of values.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.