Отзыв_официального_оппонента_Афанасьева_В.Н._2 (Разработка алгоритмов комплексирования навигационных систем летательных аппаратов)

В диссертационный совет Д 212.141.02 при ФГЬОУ ВПО МЕРУ им. Н.Э. Баумана Секретарю совета, к.т.н., доценту Муратову И.В. 105005, г. Москва, Госпитальный пер., 10 ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГО ОППОНЕНТА на диссертацию Селезневой Марии Сергеевны «Разработка алгоритмов комплексирования навигационных систем летательных аппаратов», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.01 — «Системный анализ, управление и обработка информации» (в технических системах) Актуальность работы, Целенаправленные усилия по созданию теории интегрированных бортовых комплексов берут начало в конце 80-х годов прошлого века. Основой этой теории положили работы, проводимые в то время сотрудниками ВВИА им. Н.Е. Жуковского под руководством академика А.А. Красовского.

Практическим «выходом» теории явились методы комплексирования систем получения информации, систем ее обработки, систем управления. Усложнение задач пилотирования и навигации, усложнение пилотажно-навигационного оборудования потребовали использования достаточно мощных средств вычислительной техники, объединяющих подсистемы летательного аппарата в единый комплекс. Комплексное использование информации различных датчиков позволяет повысить точность и надежность определения координат. Комплексирование подсистем существенно расширяет возможности навигации и управления, Развитие технических средств и в первую очередь вычислительной техники позволяю реализовывать сложные алгоритмы комплексирования навигационных систем. функционирующих в условиях неполной информации о состоянии объекта и его взаимодействия со внешней средой. Разработке таких алгоритмов и методов реализации этих алгоритмов и посвящена диссертационная работа Селезневой Марии Сергеевны, что ьд додд иддд д д б ~л~~з рддр д ыл~довд ы перспективных структур навигационных комплексов летательных аппаратов, а также алгоритмов комплексирования на борту.

д~~дм ~ю~ ю ав ддд р м о~о~ дду~юц 1, Исследование особенностей структур навигационных комплексов современных и перспективных летательных аппаратов. 2. Разработка алгоритмов комплексирования измерительных систем летательных аппаратов. 3. Разработка алгоритмов обработки информации навигационных, комплексов, функционирующих длительное время в условиях отсутствия коррекции от внешних источников. 4. Разработка структуры и алгоритмов обработки информации перспективных высокоточных навигационных летательных аппаратов. Мето ы иссле ования. При решении сформулированных задач использовались методы теории автоматического управления, системного анализа, навигационных систем, интеллектуальных систем, методы системного синтеза и самоорганизации„ математического и полунатурного моделирования и программный пакет МАТ1.АВ На чная новизна представленных в диссертации исследований заключается в следующем: 1.

С использованием системного проведен анализ существующих структур НК ЛА. Выявлены недостатки и намечены пути совершенствования структур алгоритмическим путем. 2. Разработана структура НК с интеллектуальной компонентой для ЛА, способная изменять свой рабочий контур в зависимости от уровня помех и условий полета ЛА. Алгоритмическое обеспечение НК ЛА дополнительно включает алгоритм самоорганизации, алгоритм прогноза, критерий сравнения прогноза и текущего состояния комплекса. 3.

Разработан алгоритм комплексирования, включающий расширенный ансамбль критериев селекции, позволяющий формировать оптимальную структуру НК, а также строить модели с желаемыми характеристиками наблюдаемости и управляемости. 4. Разработан комплекс алгоритмов для НК, функционирующего длительное время без коррекции от стационарных навигационных станций, включающий алгоритм управления, который использован для компенсации погрешностей в структуре ИНС. 5.

Предложен и разработан подход динамического системного синтеза алгоритмов обработки информации НК перспективного ЛА, позволяющий изменять конфигурацию НК, алгоритмов и моделей в полете. Тео етическая и п актическая значимость пол 'ченных ез льтатов после ований. Использование разработанного алгоритма комплексирования позволило выбирать наилучшую структуру НК на всех интервалах полета. В условиях длительных полетов без коррекции от стационарных наземных станций модели погрешностей платформенных ИНС становятся неадекватны реальному процессу (углы отклонения ГСП увеличиваются), поэтому разработан алгоритм коррекции в структуре ИНС, обеспечивающий сохранение малости углов отклонения ГСП относительно выбранной системы координат.

Разработанный подход динамического системного синтеза позволяет использовать в алгоритмическом обеспечении НК компактные модели, что существенно упрощает реализацию алгоритмов в БЦВС. Результаты диссертации использованы в учебном процессе кафедр «Системы автоматического управления» и «Технологии приборостроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. ~ у рю» а~в~ л с~ар~ии~ * жю~люыЮ определяется строгими доказательствами, опирающимися на методы математического конструирования алгоритмов адаптации, математического моделирования, результаты которых согласуются с известными данными, опубликованными в открытой печати.

Ап оба ия аботы, Результаты исследований докладывались и обсуждены на: второй международной научно-практической конференции «Теоретические и практические исследования ХХ! века» (Дедовск, 2016г.); второй международной научно-практической конференции «Достижения вузовской науки» (Дедовск, 2016г.)„международной научнопрактической конференции «Наука сегодня: проблемы и пути решения» (Вологда, 2016г.); Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (Москва, 2015); втором международном симпозиуме «Современные аспекты функдаментальных наук» (Дедовск, 2015); международной научной конференции «Актуальные вопросы фундаментальных наук» (Дедовск, 2014); первом международном симпозиуме «Современные аспекты фундаментальных наук» (Дедовск, 2013); международной конференция.

«Бъдещите изследвания» (София, 2014); международной конференции. ИСТ-2014 (Нижний Новгород, 20!4); международной конференции. ИСТ- 2015 (Нижний Новгород, 2015). научном семинаре кафедры «Системы автоматического управления» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Г«««« .П м «и«"р и рб ющ Г«у«рабы,ю «« в журналах, входящих в Перечень ВАК Минобрнаукн РФ«2 статьи в журналах, входящих в перечень эсорпз, общий обьемом 4.5 п.л.

Ст кт а и объем аботы. Диссертационная работа состоит нз введения, пяти глав„ заключения, списка литературы. Текст диссертации изложен на 143 машинописных страницах, содержит 43 рисунка, Список литературы содержит 102 источника. Обзор диссертационной работы Во введении дается обоснование актуальности темы диссертации и характеристика области исследований, а также краткий обзор научных результатов, непосредственно относящихся к теме работы. Обосновывается цель и направления исследований, проводимых в диссертационной работе, практическая значимость темы, а также приведено краткое содержание работы.

Глав» 1. СОВРЕМЕННЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ КОМПЛЕКСЫ ЛА исследованы различные схемы НК, их особенности, недостатки и преимущества. Обсуждены перспективные подходы и алгоритмы обработки информации навигационных комплексов, рассмотрены современные методы комплексирования измерительной аппаратуры. В разделе 1.4 сформулирована задача диссертационного исследования. Главной целью научной работы и ее приложения является повышение точности определения навигационной информации ЛА алгоритмическим способом, т.е.

путем разработки и исследования перспективных структур НК ЛА, а также алгоритмов обработки информации на борту ЛА. Глава 2. РАЗРАБОТКА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ Вторая глава посвящена разработке НК с интеллектуальной компонентой, в которую входят датчики информации, алгоритмы обработки этой информации. Значения прогноза использованы в критерии селекции алгоритма комплексирования, а построенная модель в алгоритме оценивания погрешностей ИНС.

Выбор наилучшей структуры Н1< — рабочего контура НК проводится на основе анализа степеней наблюдаемости погрешностей ИНС, определяемых при комплексировании с каждым датчиком, входящим в состав НК. Наилучшей считается комбинация датчиков, с помощью которой удается получить наиболее точные оценки погрешностей ИНС. Разработана концепция синтеза оптимальной структуры измерительного комплекса, основанной на селективном методе комплексирования. При реализации НИК использованы критерии степени наблюдаемостн и управляемости, динамнчеасая база данных, скалярная адаптивная модификация фильтра Калмана и акцептор действия, который включает алгоритм самоорганизации с резервированием трендов, алгоритм прогноза и сличения результата действия. При определении оптимальной структуры измерительного комплекса в критерии комплексирования используются результаты прогноза, а также критерий степени управляемости переменных состояния.

Глава 3. РАЗРАЬОТКА АЛГОРИТМОВ КОРРЕКЦИИ В СТРУКТУРЕ ИНС Глава содержит разработанный нелинейный алгоритм управления, примененный для коррекцип в структуре ИНС НК. Использовалась теория эквивалентного представления нелинейных систем в виде систем с линейной структурой и параметрами, завнсяшими от состояния. С помошью этого алгоритма сформированы управляющие сигналы на датчик момента гироскопа и вход первого интегратора ИНС. Предложена реализация матрицы, определяющей значения параметров регулятора и зависящей от состояния объекта, в виде последовательного множества постоянных матриц, параметры которых вычисляются с использованием конкретных значений состояния объекта (рис.