Диссертация (Разработка адаптивного алгоритма автоматического управления посадкой пассажирского самолета на основе антропоцентрического подхода), страница 10

Однако среди всехдопустимых алгоритмов лучше, очевидно [140], выбрать такой, при котором летчикможет сделать самую большую относительную ошибку в оценке высоты Нвыр впроцессе выравнивания и при этом оставаться в допусках по ограничениям в моменткасания ВПП. Это позволяет летчику работать в условиях минимальногопсихологического напряжения, не боясь ошибиться при определении начальнойвысоты выравнивания.Наосновемоделированияпроцессавыравниваниясфактическиминайденными параметрами Q самолета и летчика TD, Tl, τ и с различными законамиуправления тягой построены области допустимых начальных высот выравнивания иiпроведено их сравнение для выбора наилучшего по комфорту варианта  RT , H выр  :81 Н допmax Н выр , RTiНарис.IV-6показан Н вырпример Q, TD , T1 , τ  .областейдопустимыхвысотначалавыравнивания в отношении между δв и ∆Нвыр, соответствующие двум вариантамуправления тягой (вышеприведенным законамR 1Tи R  ).2TПервому вариантусоответствует область 1, а второму – область 2.Наклонные лучи соответствуют различным коэффициентам усиления Kу,которые летчик должен реализовать, пересекая зоны допустимых начальных высотвыравнивания, ограниченные их максимальными и минимальными значениями.1Максимальные относительные допустимые отклонения по высоте для первого  RT 2и второго  RT  вариантов управления обозначаются ∆Н1/Нсред.1 и ∆Н2/Нсред.2, где ∆Н1и ∆Н2 являются разностью между максимальной и минимальной допустимымивысотами, средняя величина которых соответственно обозначена Нсред.1, Нсред.2.На рис.

IV-6 границы зон по лучам с соответствующим коэффициентом пореализуемому алгоритму управления рулем высоты (коэффициент усиления Kу)определяются выходом на тот или иной допуск в точке касания ВПП.При введенных в качестве примера параметрах динамики летчика во второмварианте управления допускается большая относительная ошибка, не приводящая каварийной посадке.Параметры, получаемые при реализации второго варианта ручной посадки иопределяющие траекторию, являются параметрами желаемой траектории дляавтоматической посадки, поскольку обеспечивают при необходимости наиболеекомфортный переход на ручной режим по соответствующей схеме, что даетбольший диапазон для допустимых ошибок летчика.

Выбор такой высотывыравнивания целесообразен и для работы ИВК при автоматическом управлении,так как допускает большую погрешность в оценке высоты высотомером ИВК.82Ky=3.02.01.51.251.00.750.60.40.250.150.075H сред.1H сред.2H 2H1Рис. IV-6. Допустимые области высот выравнивания с двумя вариантами управления83Анализ траекторий компенсационногослежения (периодически)h,  вhг (t )  hг .бал (t )  Δhг (t )Вход программыПеребор законов управления тягой (N) в (t )   в .бал (t )  Δ в (t )Задана начальная высота выравнивания0 Н вырhгhг .балΔhгtПеребор коэффициента усиления (Ku) в.балвΔ вΔhг , Δ вИдентификация параметровматематической моделилетчикаT .s +1 - .sW / h ( s )  K г .

D.eTl .s +1вИзменение высоты началавыравнивания на Н выр.начВызов первоначального состояния ЛА(балансировка на глиссаде) x(t0 ) гПересылка найденныхпараметров состояния летчика валгоритм моделированияручного управления самолетомTD, Tl , Вычисление правых частей диф. ур.,исходя из состояния и параметров ЛА ипринятого закона управления тягойИнтегрирование диф. ур. на 1 шаг ΔΤНЕТh=0Анализ параметров самолета: QДАФиксация состояния самолета в точкекасания ВППНЕТН выр  0Оценка: входит ли вариант Н вырв допуски по состоянию ЛА вмомент касанияДАНЕТKu>11ДАПостроение допустимых зонвыравниванияНЕТN>5ДАВыход программы Н выр.доп  Н выр.сред и выбор алгоритма управления тягойАнализ отношенияиз условия Нmax  выр.доп N , Н выр .

опт Н выр.сред Номер вариантауправления тягой (N)Н выр.опт , K у , TD , TlФормирование желаемойтраектории для алгоритмаоптимального управленияв автоматическом режимеРис. IV-6*. Блок-схема программы моделирования84Алгоритм выбора высоты начала выравнивания показан в виде блок-схемы нарис.

IV-6*, список обозначений, используемых в блок-схеме приведен в табл. IV-1.Табл. IV-1. Список обозначений, используемых в блок-схеме алгоритмаОбозначениеОписаниеN ; RTi ; RTВариант управления тягойK у ; KвырКоэффициент усиления по реализуемому алгоритму управлениярулем высоты при выравниванииKuВариант коэффициента усиления0Н вырБазовая единая начальная высота выравниванияTШаг интегрирования по времениН; hВысота полета самолетаН вырТекущая высота начала выравниванияН нач.вырШаг изменения по высоте начала выравниванияН допРазность между максимальной и минимальной допустимымивысотами, соответствующая одному коэффициенту усиленияН доп;Н вырОтносительная допустимая ошибка в определении летчикомV0 , 0 , 0 , ...

.Исходные: скорость самолета, угол тангажа, угловая скорость, ….начала выравниванияВ работе моделирование движения самолета при выравнивании проведено поалгоритму, описанному в [15,140], как для варианта без учета динамическойхарактеристики летчика, так и с ее учетом в контуре управления при ручномуправлении самолетом.При моделировании движения самолета с учетом динамики летчика в контуреуправлениявручномрежимерассмотреныразныенаборыдинамической характеристики летчика: TD=1.0; Tl=0.1 и TD=2; Tl=0.1.параметров85IV.5. Анализ полученных результатовПолученныеобластидопустимыхвысотначалавыравниванияпримоделировании ручного выравнивания с различными законами изменения тягидвигательной установки самолета, численные значения допустимой относительнойошибки летчика при определении начала выравнивания, допустимые максимальные,минимальные и их средние значения высоты начала выравнивания, а также графикиизменения параметров наилучшей траектории и управляющих воздействий по всемувремени ручной посадки и значения составляющих векторов состояния иуправления самолета в конечный момент – момент соприкосновения с полосойаэродрома соответственно приведены в приложении III данной главы.Анализ результатов, приведенных в рис.

IV-7÷IV-36 и табл. IV-2÷IV-31 вприложении III данной главы, показывает, что:1.Для варианта первого закона управления тягойR 1Tдопустимаяотносительная ошибка ∆=0.742138365 максимальна при коэффициенте усиленияKу=1.0 и TD=2 и Tl=0.1. Средняя допустимая высота начала выравниванияНдоп.сред=15.9 м;2.Для варианта второго закона управления тягойR 2Tдопустимаяотносительная ошибка ∆=0.5732484 максимальна при коэффициенте усиленияKу=2.0 и TD=2 и Tl=0.1. Средняя допустимая высота начала выравниванияНдоп.сред=7.85 м;3.Для варианта третьего закона управления тягойR 3Tдопустимаяотносительная ошибка ∆=0.6699029 максимальна при коэффициенте усиленияKу=0.75 и TD=2 и Tl=0.1.

Средняя допустимая высота начала выравниванияНдоп.сред=20.6 м;4.Для варианта четвертого закона управления тягойR 4Tдопустимаяотносительная ошибка ∆=0.7514451 максимальна при коэффициенте усиления86Kу=1.5 и TD=2 и Tl=0.1. Средняя допустимая высота начала выравниванияНдоп.сред=17.3 м;5.Для варианта пятого закона управления тягойR 5Tдопустимаяотносительная ошибка ∆=0.5732484 максимальна при коэффициенте усиленияKу=2.0 и TD=2 и Tl=0.1. Средняя допустимая высота начала выравниванияНдоп.сред=7.85 м.И так, в итоге самым наилучшим по допустимой относительной ошибкеявляется вариант при ∆=0.7514451 поскольку она была самой максимальной при4четвертом законе управления тягой  RT  при состоянии летчика с коэффициентомусиления Kу=1.5 и параметрами TD=2 и Tl=0.1.

Но в связи с запасом безопасности4посадки пассажирского самолета вариант с законом управления тягой  RT  – тягаполностью выключена в практике не рассматривается.По значению допустимой относительной ошибки вторым максимальным1является вариант ∆=0.742138365 при первом законе управления тягой  RT  , прикоэффициенте усиления Kу=1.0 и TD=2 и Tl=0.1, при средней допустимой высотеначала выравнивания Ндоп.сред=15.9 м (рис. IV-11 и табл. IV-6 в приложении IIIданной главы).По результатам анализа влияния нескольких факторов как высота началавыравнивания не должна малой, так и вариант управления должен удобным (впроцессе обучения) для летчика, в итоге выбран такой вариант с первым законом1управления тягой  RT  , при коэффициенте усиления Kу=1.0 и TD=2 и Tl=0.1 далеедля построения желаемой траектории автоматической посадки.

При этом средняядопустимая высота начала выравнивания, являющая оптимальной (Ндоп.опт),Ндоп.сред=15.9 м. Допустимый разброс ∆Нвыр начала выравнивания максимальный приполученной Ндоп.опт: от 10 м до 21.8 м (рис. IV-37).87При высоте выравнивания ниже Нвыр=10.0 м – реализуются недопустимыевеличины вертикальной скорости и угла тангажа в точке касания ВПП, посколькупри моделировании выравнивании с высоты Нвыр=9.9 м (рис. IV-37) полученыϑкас=1.540519 град. и Vвер.кас=–3.62108 м/с.