4 / 19
Е.М. Воронов, Ю.Г. Оболенский, Д.И. Чеглаков
132
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 3
Для обеспечения стабилизации углового положения БЛА при выполнении
успешной стыковки с танкером необходимо разработать алгоритмы стабилиза-
ции заданного значения угловой скорости крена, тангажа и рысканья, заданного
значения угла крена, отработки вертикального и бокового рассогласования с
помощью изменения углов тангажа и рысканья. Следует учитывать, что в про-
цессе маневрирования БЛА для стыковки параметры его движения имеют ма-
лые отклонения от опорной балансировочной траектории.
Формирование требований к быстродействию исследуемой системы.
Требования к быстродействию процессов
ω ω ω ψ γ ϑ
,
,
, , ,
x y z
определяются вре-
менем переходного процесса
п.п
.
t
Требуемое значение времени
п.п
t
можно
определить исходя из того, что на заключительном этапе стыковки управление
осуществляется по углам тангажа и рысканья. Следовательно, время
п.п
t
долж-
но обеспечивать динамику движения штанги, достаточную для компенсации
движения конуса. Для определения числового значения времени
п.п
t
необходи-
мо рассмотреть модель движения конуса дозаправки.
Модель поведения системы шланг–конус может быть сформирована двумя
методами: 1) численное решение системы дифференциальных уравнений движе-
ния системы шланг–конус [3, 4] в процессе моделирования; 2) использование
готовых зависимостей [5]. Наиболее приемлемым является вариант выделения
некоторой постоянной (при постоянной скорости и высоте полета танкера) и пе-
ременной во времени составляющих положения конуса относительно танкера на
основании готовых зависимостей. Тогда положение конуса в текущий момент
времени является суперпозицией постоянной и переменной составляющих.
Для нахождения постоянной составляющей положения конуса достаточно
решить статическую задачу равновесия сил и моментов [3–5] для определенного
набора высот и скоростей. Решение этой задачи для набора высот и скоростей
полета танкера, соответствующих режиму дозаправки, приведено в работе [5].
Для прямолинейного полета с постоянной скоростью боковое отклонение кону-
са от точки закрепления на подвесном агрегате заправки можно считать нуле-
вым, отклонение в продольном канале изменяется в зависимости от высоты и
скорости полета.
С учетом зависимостей полученных на основе результатов летных испыта-
ний, переменные во времени составляющих положения конуса в НПСК опреде-
ляются по формулам
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
( )
( )
(
)
к
к0
с
к
с
0,15sin 0, 4 0, 075sin 0, 8 0, 05sin 1, 6
;
0,15sin 0, 5 0, 075sin 1 0, 05sin 2
,
у
z
Y A
t
t
t
Y W
Z A
t
t
t
W
=
+
+
+ Δ +
=
+
+
+
(4)
где
t
— время моделирования;
c
,
z
W
c
y
W
—
турбулентные ветровые составляющие;
A
— амплитуда колебаний;
Δ
к0
Y
— положение конуса без учета колебаний.
Как было отмечено выше, на заключительном этапе маневрирования в це-
лях стыковки, минимизация рассогласования обеспечивается изменением угло-