Лекция №36.1. Методология отработки цифровых комплексных систем управления (Лекции по дисциплине "Динамическое проектирование систем стабилизации летательных аппаратов")

Методология отработки цифровыхкомплексных систем управления«Нельзя на летных испытаниях жечь керосин и гонятьлетчиков, отрабатывая математическое обеспечениебортовых цифровых машин. Его отрабатывают настендах, а в летных испытаниях идет только проверка».Е.А.ФедосовОсобенности реализации цифровых систем управления- квантование сигнала по уровню;- квантование сигнала по времени;- возможность появления программных ошибокКвантование сигнала по уровнюУ  2n , где n - число разрядов ЦАП и АЦПКвантование сигнала по времениЗапаздывание, обусловленное квантованием по времени: ( )  57,3     57,3  6,28  0,0125 1,5  6,75где:   2f – текущая частота, на которой определяетсязапаздывание;1f КВ–времязапаздывания,обратнопропорциональное частоте квантования. ( )  arctg T  arctg 6,28  0,01  3,59  6,75 о  10,34 оНа частоте 3Гц запаздывание составляет: ( )  57,3     57,3  6,28  0,0125  3,0 1,5  20,25 ( )  arctg T  arctg 6,28  3  0,01  10,66  20,25о  31оК1ФУКАР1К1АЦПЦАПЦВ1Д2ФУККЭ1К2КЭ1АР2КЭ2К2АЦПЦВ2Д3К3ЦАПФУККЭ2КЭ3АР3Выход вычислителяД1К3АЦПЦАПЦВ3Д4ФУКК4КЭ3АР4КЭ4КЭ4Архитектура вычислительной части цифровой КСУсамолета МиГ-АТДля многопроцессорных цифровых КСУ:На частоте 1Гц запаздывание составляет: ( )  57,3     57,3  6,28  0,0125  3,5  15,75 ( )  arctg T  arctg 6,28  0,01  3,59  15,75о  19,34оНа частоте 3Гц запаздывание составляет: ( )  57,3     57,3  6,28  3,0  0,0125  3,5  47,25 ( )  arctg T  arctg 6,28  3,0  0,01  10,66  47,25о  58оУДСИКВСВСДАП-3БАСКГамма3 МВСУС1к левУС1к правОУИБДУФСКОУКОУОУОУ1 МВСКОУОУОУОУОУИБДUвхУФСКОУКОУОУОУ2 МВСУДСИКВСВСДАП-3ГаммаКОУОУОУОУОУ5 МВСУС2к левУС2к правККОУОУОУОУ4 МВСОУИБДУФСКОУКОУОУОУ6 МВСИБДУФСКОУКОУОУОУ7 МВСК.ЭК.ЭК.ЭК.ЭК.ЭРсК.ЭК.ЭРдинОУПОКК.ЭК.ЭМтУФС – устройство формирования сигналов, ИБД – интегральныйблок датчиков, МВС – машина вычислительнаяспециализированная, КЭ – кворум-элемент, Рст – статическоедавление, Рдин – динамическое давление, М – число Маха, УДС –устройство дискретных сигналов, УС – усилитель сервопривода,ИКВ – инерциальная курсовертикаль, СВС – система воздушныхсигналов, ДАП – датчик аэродинамических параметров, «Гамма» –система регистрации (КЗА), ПОК (УЛИ) – пульт объективногоконтроля, U вх – входные сигналы.Архитектура развитой цифровой системы управленияМЕТОДОЛОГИЯ ОТРАБОТКИ ЦИФРОВЫХКОМПЛЕКСНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯСистема управленияна ПРСУUосXЦентральный узелуправленияPUyВычислительКСУUосЧеловек - операторРулевыеприводыЭталоннаямодельБлок оценкиадекватности(летчик)UосUгБанкаэродинамическихданныхXАлгоритмуправленияUyМодельрулевыхприводовUосСистема визуализации(имитация внекабиннойобстановки)UБлок-схема метода верификации программного обеспечениясравнением с эталонной модельюВнешний вид полноразмерногостенда управления самолетаМиГ-29ККабина ПРСУ с системойвнекабинной и внутрикабиннойвизуализацииВнешний видМоделирующий комплекс.

Рабочее местомоделирующегоинженера-исследователякомплексаТестовые задания для проверки цифрового вычислителяКСУ-941 на полноразмерном стенде самолета МиГ-29Ки моделирующем комплексеФигураИсследования СДУ:виражи - спирали, восьмерка,бочки и перекладки “черезголову” из виража в виражпетля Нестерова (нормальная икосая)иммельманбочки восходящие инисходящие, медленные иускоренные, “кадушки”ранверсманБоевой разворотВыход на доп и ny доп ипревышение доп при отключенииОПР и ny допКолоколСваливание и штопорТорможение до сваливанияПеревернутый полетРазгонВзлетно-посадочные режимы смеханизацией и при ее отсутствии(включая взлет с трамплина ипосадку без выравнивания)Свободный пилотажВозмущениеПримечанияИмпульсы рулями иэлеронами: выпуск-уборкашасси и механизацииВыпуск шасси имеханизации при выходе изпетли при ny = 2Уборка шасси имеханизацииНачать сразу послевзлета еще до уборкишассиБоковой ветер (до 15 м/с):грубая посадкаОценка возможностираскачки самолеталетчикомРезервные системы управленияРУСтруйныйДУССумматор РПСильфонРвхСтруйныйДПЗМСумматор СПк золотникуСПГУ СПXзолСтруйныйДУАДОС РПДОС СПШток приводаПринципиальная схема струйной системы управленияполетомПОККRS-232К1ЦАП1кNotebook4кМВС4 каналАЦП3к3 каналАЦП2кК ОУ ОУ ОУАЦП1кДПРАЦПМВСК ОУ ОУ ОУ2 канал1 каналЦАПОУ2к3кМВСК ОУ ОУ ОУОУМВСОУ3кКОУ2кКОУОУ1кИБДКArincСвязь с БРЭОУС МТ, УАПи т.д.КК2ЦАП4кК ОУ ОУ ОУ4кКЭ1ЦАПОУКЭ2„Резерв“К3КЭ3ОУК4ОУОУК усилителям сервопривода (УС)ОУКЭ4ОУЦифровой вычислительАналоговый вычислительРеализация резервного закона управления в аналоговыхусилителях сервопривода с аналоговым выходнымкворумированиемво все4-е п/кУКот других п/кРезервное управлениеР К в Б Р ЭОПУРег.РКПроцессор>5МГцР К вх.АСДПУ ШДПУ ШЦАП>5МГцшинаР К вх.шинаупрУстр.приемаПроцессорОЗУканалРег.

Р КРКв рулевыеприводыУМЦАП АСОЗУУПСУстр.приемаПроцессорОЗУмодельРег. Р КРКЦВКАЦППроцессорУВв Б Р ЭООУМКИОУСпитание вовсе КФМУстр.приемаот УКУППБ Кцифр. сигн.ПБ К в Б Р ЭООЗУУПУстр.выд.УВУКДв другие п/кРеализация резервного закона управления в процессореобработки входной информации от датчиков и внешнихсистем.