Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 3 (2004) (1151999), страница 34
Текст из файла (страница 34)
При этом БРЛС должна выдавать информацию как непосредственно в контур управления полетом, так и в модуль подготовки кадров индикации для МФИ и КАИ. Режимы «ЦКРМ вЂ” РВ» и «РВ» предполагается использовать кратковременно при жбстких требованиях к скрытности функционирования на отдельных участках выполнения полетного задания над слабопересеченной местностью, а также как резервные — при отказе БРЛС.
Следует отметить, что в режиме ЦКРМ вЂ” РВ упреждающая информация о препятствиях снимается с цифровой карты, а высотомер используется не только для формирования сигнала управления, но и для контроля текущей высоты полета в качестве регистратора опасного сближения с земной поверхностью.
В режиме ручного управления МВП летчик воздействует на органы управления самолетом посредством СДУ. При этом основу осведомленности о полетной ситуации будут составлять неинструментальная информация (непосредственное наблюдение закабинного пространства), а также кадры индикации, отображенные иа КАИ и МФИ. В данном режиме информация от БРЛС (и от ББД ЦКИ) используется для отображения навигационно-тактической обстановки в плане на МФИ и перспективной обстановки на КАИ. Летчик может управлять индикацией по своему усмотрению; например, может оставить на КАИ люль пилотажную информацию, а перспективную обстановку наблюдать на МФИ.
В режиме автоматического управления формирование траектории осуществляется модулем текущей оптимизации траектории МВП по информации БРЛС, ЦКРМ, РВ и БСО (предупреждение об облучении средствами ПВО). Отслеживание траектории осуществляется САУ путем последовательного формирования и отработки команд управления БТУ, АП и СДУ. Лбтчик контролирует развитие полетной ситуации в основном по информации КАИ и МФИ, т.к. режим автоматического управления предполагается использовать в СМУ и при значительной загрузке пилота боевой работой.
На самолете с двумя членами экипажа использование режима автоматического управления МВП маловероятно. В качестве наиболее вероятного следует рассматривать режимы полуавтоматического управления самолетом, в которых летчик и авто- 178 матика работают одновременно. Согласование сигналов управления от летчика и автоматики, а также определение их пропорций осуществляет специальный блок логики в структуре САУ. Информационное обеспечение аналогично ручному режиму управления с тем отличием, что информация, поступающая от БРЛС, с одной стороны, должна удовлетворять требованиям отображения на МФИ и КАИ а, с другой стороны, требованиям устойчивости и точности автоматического управления МВП.
Во всех режимах управления МВП функционируют модули оценивания навигационных элементов полета и активного обеспечения безопасности полета. Модуль активного обеспечения безопасности полета выполняет страхующие функции и в зависимости от прогноза степени нарушения условий безопасности может вмешиваться в управление в «мягкой» нли «жесткой» форме.
«Мягкая» форма вмешательства реализуется в виде речевой (звуковой), тактильной и световой сигнализации летчику об опасном сближении с препятствиями. К этой же форме относится формирование и выдача информации в контуры ручного и автоматического управления об ограничениях на навигационные и пилотажиые параметры (вертикальную скорость и угол наклона траектории, перегрузки, угол крена и т.д.).
«)Кесткая» форма в режимах ручного и автоматического управления реализуется путбм принудительного включения режима увода с опасной высоты при отсутствии реагирования летчика на определднную последовательность пассивных уровней предупреждения об опасности сближения самолйта с земной поверхностью или прн внезапном нарушении условий безопасности в автоматическом режиме. Возможные отказы автоматики увода парируются аппаратным резервированием и возможностью ее «пересиливания» летчиком по каналам ручного управления. В режиме полуавтоматического управления модуль активного обеспечения безопасности полета функционирует в соответствии с принципами телеоцентрического (целецентрического) подхода.
Так, при недостаточно точном слежении летчиком за заданной высотой эшелона мвловысотного полета модуль активного обеспечения безопасности может скорректировать Н, в сторону увеличения, изменить пропорцию сигналов ручного и автоматического управления путям воздействия на блок логики САУ или изменить структуру н параметры функционала (изменить цель управления) в модуле текущей оптимизации траектории МВП для перехода с «жесткого» на более «мягкий» режим отслеживания складок рельефа в вертикальной и горизонтальной плоскостях. По результатам оценивания навигационных элементов полета модуль подготовки цифровой карты осуществляет подготовку соответ- 1?9 ствующих ее участков, которые используются как для информационного обеспечения режимов ЦКРМ-БРЛС-РВ и ЦКРМ-РВ, так и для текущего отображения на индикаторах. Во всех режимах обеспечения безопасности полйта прогнозирующая информация, поступающая от БРЛС, имеет наивысший приоритет по уровню доверия.
«Вне очереди» обрабатываются также сигналы любого датчика, содержащие информацию о внезапно возникших угрозах (ЛЭП, крутой склон, облучение РЛС противника и др.). Одним из важнейших условий эффективности и безопасности МВП является своевременное обнаружение препятствий и складок рельефа по линии пути самолбта как по информации БРЛС и других инструментальных средств, так и непосредственно летчиком. При этом должно осуществляться непрерывное взаимное резервирование процедур функционирования средств автоматики и летчика в замкнутом контуре управления. Траекторное управление МВП традиционно разбивается на два этапа: выбор маршрута и профиля полета и оптимизацию действительной траектории движения относительно расчетной.
Первая из задач решается на этапе предполетной подготовки, оиа представляет собой проектирование и программирование (штурманский расчет) желаемой траектории полета. Как правило, маршрут прокладывается по водостокам и направлениям наименьших высот рельефа. Вторая из указанных задач чаще решается непосредственно в полете. В то же время, в отдельных случаях существует необходимость оперативного перепроектирования траектории в максимально короткий срок, когда ЛА уже находится в воздухе. Эта задача решается с помощью специального модуля оперативной коррекции полетного задания по внешним целеуказаниям от экипажа или извне по каналам связи.
Независимо от того, где эта задача будет решаться (на борту или в наземных пунктах наведения), такая ситуация го требует автоматизации выбора фФ' ',,; ) маршрута и профиля траектоф' -.~-Лэ, '; 'ф рии движения ЛА между за- е ',. данными начальным и конечи ным пунктом маршрута. Прих мер выбора такой траектории между промежуточным (ППМ) 1. и конечным (КПМ) пунктами и и и ие и0 . ш маршрута показан иа рис.
24.! 3 пунктирной линией. Рис. 24.13 180 Формирование траектории полета в боковом канале на предельно малой высоте на режиме «вписывания» ЛА в рельеф местности путем горизонтальных маневров или путем пространственного маневрирования (обхода и огибания рельефа на Н,) может быль описано функциями трех уровней. Эгн функции реализуются в трех контурах: предварительной прокладки маршрута; текущей оптимизации траектории полета; траекторного управления (рис. 24.14).
Рне. 24.14 Здесь первый уровень — штурманский расчет полета ЛА (выбор траектории движения нли сингез условий текущего формирования та-ких траекторий). Два других уровня представляют собой собственно алгоритм траекторного управления, целью которого является выдерживание требуемой траектории, заданной на первом уровне, и процедуру пилотирования ЛА, в процессе отработки сигналов траекторного уровня. Как правило, штурманский расчет при наличии цифровой карты рельефа местности заключается в выборе промежуточных пунктов маршрута и расчете временного графика движения вдоль выбранного маршрута. Для автоматизации штурманского расчета траектории полета ЛА могут использоваться алгоритмы линейного, нелинейного н стохастнческого программирования.
Для задач вариационного исчисления оптимизируемый функционал определяется как стоимость риска, которая рассчитывается как функция положения центра масс ЛА на поле рельефа и заданной тактической обстановки. Среди методов вариационного исчисления наиболее общим методом формирования маршрута является динамическое программирование. Оп- 181 тимизация возможных отрезков траекгории, узлами которых являются характерные точки маршрута, дает возможность определить наилучший по выбранному критерию вариант полета. Методы этого типа позволяют найти глобальный экстремум назначенного критерия. Однако при использовании методов динамического программирования возникает целый ряд трудностей.
Наибольшее влияние на качество решения оказывает вид графа, заданный в некоторой области поиска. Для достижения глобального экстремума необходимо увеличение количества узлов„особенно при синтезе траекторий пространственного облета рельефа. Существуют алгоритмы, сочетающие идеи динамического программирования и метода «ветвей и границ». Особенностью метода «ветвей и границ» является то, что множество рассматриваемых вершин графа неизвестно заранее, хотя в каждый момент решения это множество ограничена Вершины образуют дерево с корнем в начальной точке, ветви дерева растут в направлении оптимальной траектории. бесперспективные ветви быстро обнаруживаются и удаляются из рассмотрения.
Таким образом, метод «ветвей и границ» находит локально оптимальную траекторию. К числу методов математического программирования относятся метод «матриц Шимбела» и алгоритмический метод Дейкстры. В методе «матриц Шимбелв» аналогично динамическому программированию рассчитываются стоимости движения между парами узлов некоторой сети, в каждой из которых задается функция обстановки. В качестве узлов сети, также включаются вершины многоугольников, аппроксимирующих границы запретных зон.
Из стоимостей составляется симметричная целочисленная матрица, простым анализом которой определяется оптимальный маршрут. Для сети из 1с узлов минимизация матрицы Шимбела требует 1с~(1об11с — 1)+!) коротких операций. Алгоритм Дейкстры позволяет определять кратчайшие, в смысле оптимизируемого функционала, пути из данной вершины ко всем другим вершинам связанного ориентированного графа. В ряде случаев краевые задачи достаточно просто решаются прямыми вариационными методами, основоположником которых является Л. Эйлер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
