Отзывы оппонентов1 (Динамика цифровых резервированных асинхронных многотактных систем управления магистральных самолетов)

Председателю Диссертационного Совета Д212.125.12 В.В. Малыцгеву «» 201 г,№ 125993з г. Москва, А-зо, ГСП-З Волоколамское шоссе, д.4 Направляю Вам отзыв официального оппонента Константинова Сергея Валентиновича по диссертации Баженова Г.С., представленный к защите на соискание ученой степени доктора технических наук. Пввзоыевкез зеоакквттыв в тексте отзыв, т зкз., зы 5-к ккотек «вывмк, только в адрес Первый заместитель генерального директора по прог1эаммамдиректор филиала ПАО ИКомпания «Сутхой» «ОКБ Сухогов официального оппонента на диссертацию Баженова Сергея 1"еоргиевича на тему «Динамика цифровых резервированных асинхронных многотактных систем управления магистральных самолетов», представленную к защите на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.07.09 «Динамика, баллистика и управление движением летательных аппаратов» Актуальность.

Современные самолеты, как гражданские (Ту-204, Ил- 96-300, Сухой Суперджет-100, ЧС-21), так и военные (семейство Су- 7. Миг-35. Су-57,...) управляются с помощью цифровых систем дистанционного управления (ЦСДУ). Это касается как режимов автоматического управления (САУ), систем улучгцения устойчивости и управляемости (СУУ), так и наиболее сложноЙ проблемы — цифрового управления приводами.

Разная динамика контуров автоматического траекторного управления, ручного управления при маневрировании, улучшения харак~~ристик устоЙчивос~и и управляемости са~~ле~а, управления приводами определяют различные требования к динамическим характеристикам работы этих контуров и, соответственно„ частота' обновления информации и запаздываниям, т.е. к циклограмме работы.

Исследование влияния цифровой реализации СДУ и ее резервирования на динамические характеристики контуров управления самолетом требует новых методов анализа и моделирования сложных цифровых систем управления, Требуется принимать во внимание многоканальность, асинхронность выполнения операций между каналами резервированной ЦСДУ и внутри каждого канала, использование различных частот для обновления информации и выполнения вычислительных операций, выр~~нива~~~ и~формаци~ между ка~ала~~ для обеспечения ~де~~ичн~~~и вычислительных процессов в различных каналах ЦСДУ.

Для построения эффективной системы контроля ЦСДУ необходима оценка рассогласований между контролируемыми сигналами, что также требует учета упомянутых вьпце особенностей построения и функционирования ЦСДУ. Объектом исследования являются цифровые резервированные системы дистанционного управления современных высокоавтоматизировапных самолетов. Предметом псследовання являются методы и средства исследования сложных резервированных асинхронных, многотактных ЦСДУ самолетов, особенности их динамики, методы синхронизации работы каналов ЦСДУ и оценка их влияния на динамические свойства элементов ЦСДУ, на устойчивость замкнутой системы «самолет-ЦСДУ» и на эффективность системы контроля. Общая характеристика диссертации. Данная работа направлена на формирование теоретического и прикладного задела для исследования и разработки цифровглх резервированных асинхронных многотактных систем управления и научного сопровождения создания систем дистанционного управления самолетов транспортной категории.

Работа состоит из введения, пяти глав, заклк1чения и двух при~ожений. В первой главе определен предмет исследования, т.е. проведен обзор основных особенностей построения и функционирования современных цифровых систем дистанционного управления самоле~ов транспортной категории, Рассмотрены основные требования, предъявляемые к самолету с ЦСДУ, и современный подход к разработке высокоинтегрированных цифровых систем. Подробно рассмотрены функции ЦСДУ. Рассмотрены особенности построения и функционирования ЦОДУ, учет которых необходим при анализе устойчивости и характеристик управляемости самолета с цифровой системой управления, включая асинхронность, многотактность и выравнивание информации для обеспечения идентичности вычисли*ельных процессов и сос~оя~иЙ в~~~~лителеЙ ра~~~~ каналов.

Во второй главе рассмотрены особенности динамики асинхронной одноканальной системы управления. Рассмотрены типовые временные циклограммы работы ЦСДУ и требования к максимальным допустимым заггаздываниям в каналах управления. Требования к запаздываниям в каналах обратной связи по угловым скоростям и перегрузке определены исходя из Оценки запасов устоЙчивости замкнутоЙ системы (<самолет-ОДЪ я и характеристик переходных процессов г колебзтельностгч заброс, наличие высОкочастотных составляюгцих и т.д.). Допустимые запаздывания в других каналах определены исходя из необходимости построения эффективной системы контроля на основе попарного сравнения. Получены распределения контролируемых сигналов и их производных, что позволило провести оценку максимальных допустимых периодов обновления информации.

В тпетьей главе рассмотрено влияние асинхронности„выравнивания информации и многотактности на устОЙчивосгь и динамические характеристики самолета с ЦСДУ, Определена связь между передаточной функцией, определяюгцей устойчивость замкнутой системы «самолет многоканальная асинхронная цифровая СДУ» и передаточной функцией разомкнутой системы.

Показано, что передаточная функция, определяюгцая устойчивость замкнутой систеМы является линейной частью передаточной функггии системы„разомкнутой в обгцей ~очке нег1рерывной ~а~ти. Определен подход к экспериментальному исследованию, разработана методика и создано программное обеспечение для расчета эталонных частотных характеристик многоканальных ЦСДУ. Определено влияние выравнивания информации на динамические свойства типовых звеньев.

Показано, что в области низких частот выравнивание сигна га прямой пепи эквивалентно дополнительному заггаздывзнию, выравнивание сипгала интеграла — изменению коэффициента при интеграле, а выравнивание выходного сигнала апериодического фильтра — изменению постоянной времени фильтра. В четвертой главе оровелен аналит оеойенноетей динамики многот ктнмк систем. Отмечено влияние реализуемой циклограммы работы на передаточную функцию системы. Рассмотрены два практически важных случая многотактности и разработаны методы расчета динамических характеристик цифровых систем с оооими видами.

Сформулирован подход к анализу многосвязных цифровых систем управления с помощью структурной декомпозиции системы путем расчета собственных значений матрицы передатОчных функциЙ разомкнутОЙ системы. Проведен анализ устойчивости системы «самолет-ЦСДУ» для ряда расчетных случаев, включая отказные ситуации и реконфигурацию управления. В пятой главе рассмотрен ряд вопросов, связанных с построением эффективной системы контроля ЦСДУ.

Обосновано максимальное допустимое время обнаружения отказа ЦСДУ. Проведена Оценка рассогласований ~ежду каналами цифровоЙ СДУ. вызванных асинхронностыо системы, наличием «гпумов» в показаниях датчиков и сбоями информации. Предложены алгоритмы выравнивания значений интегральных звеньев и синхронизации дискретных сигналов цифровой резервированной системы управления и проведена оценка их эффективности. На основе стендовых экспериментов и летных испытаний получены двумерные функции распределения рассогласования между контролируемыми сигналами в зависимости от уровня рассогласования и времени превышения этого уровня. На основе полученных распределений и требований к вероятности ложною срабатывания системы контроля СДУ сделаны рекомендации к порогам срабатывания алгоритмов контроля различных сигналов.

В Заключении сформулированы основные полученные в работе результаты, отражающие научную новизну и практическую значимость работы в целом, Научная значимость и новизна работы. Разраоотаны универсальные, практически применимые методы исследования самолетов со сложными современными ЦСДУ, позволяюшие учесть основные особенности их построения и функционирования. Определена структура передаточной функции, определяющей устойчивость имкнутой системы «самолет-ЦСДУ». выявлено принципиальное наличие нелинейной зависимости запасов устойчивости замкнутой системы от коэффициентов усиления ЦСДУ, проведена количественная оценка этого нелинейного влияния. Выявлено влияние выравнивания информации на динамические свойства системы„получены аналитические выражения для ряда случаев.

Проведен анализ динамических характеристик последовательного соединения двух систем с разными частотами обновления информации. Проведено исследование влияние циклограммы работы на динамические характеристики двухтактной двухканальной системы, обнаружено влияние реализуемой циклограммы на структуру эквивалентной передаточной функции системы. Предложена модификация метода гармонического баланса с учетом транспонирования комбинированных на и~линейных элементах гармоник в низкочастотную область, проведена оценка их вклада в частотную характеристику. Предложен подход к выбору параметров системы контроля, обеспечивающий максимальную эффективность контроля и выполнение требований к вероятности ее ложного срабатывания.