Бек В.В., Вишняков Ю.С., Махлин А.Р. Интегрированные системы терминального управления (1989) (1246768), страница 7
Текст из файла (страница 7)
!.2. ачункцпональная схема построения систем тераишальиого уираолегиш на нове предсказания нопечного состояния управления в замкнутой форме, т. е. и(1) = — и(г(~)), это позволяет реализовать гибкую стратегию управления, обеспечить возмо;н ность оперативного изменения траектории прп нештатных нз, пениях условий полета, существенно сократить сроки подгото кп программы полета, значительно снизить требования к бортовоя вычислительной машине по объему памяти, обест)спить оптцмаль ное функционирование системы в условиях малой априорной информации о параметрах объекта, внешних возмущениях и малом объеме измерительной информации и, следовательно, существенно сократить сроки летных испытаний.
Кроме того, отсутствие необходимости априорного знания конечного момента времени позволяет существенно расширить круг задач, решаемых системамн терхпшального управления с предсказанием конечного состоянии. Важной также нвляется возможность обеспечения на основе использования указанного принципа построения комплексной проработки и оптимизации систем терминального управления требуемого качества и асимптотической устойчивости процессов управления уже на этапе разработки алгоритмического обеспечении. 1.5. Задачи аналитического проектирования систем терминального управления с предсказанием конечного состояния Необхо пмость б .
од мость обеспечения высокои зффектшьности примепения изложенног енного принципа построения систем терминального управления с предсказанием конечного состояния в условиях значительных внешни .. внешних возмущении, шумов измерений, малом объеме изме нтельной р ~ьной информации, априорной неопределенности характеристик, характерных для объектов космической и авиационной техники, п ив, , приводит к широкому использонашпо оператив- н ого оцепивапия состояния и и(!) идентификации пеииюстш(х на- !г(!) раметров в процессе полета на лл и(!) х(!) иип яш основе обработки измерительиой информации. 1теализация систем терминального унравле- ! ния ЛА на основе предсказания УП т(! пип конечного состояния с учетом указанных особенностей па бортовых цифровых вы шслптельных комплексах (БЦВК) в виде и> распределенной магнстральнох(!) пес ! модульнои структуры позволя- ( вцвк ) ет выделить следующие основные функциональные подспсте- Ряс.
1.3. мы (рис. 1 3): Структу)п(ая схема интогрировак- '! ) пнформ анно(шо-нзмерп- иой системы терминального упрательиые подсистемы (ЦИП) аления с предсказанном коночного включающне пнерциально-пави- состояния гационные системы (ИНС), системы воздушно-скоростшях сигналов (СВС) и другие всевозможпьп.' датчики и измерители, имеющиеся на борту ЛА; 2) подсистемы оцепивания состояния (ПОС) н подсистемы идентификации параметров (ПИП), обеспечивающие оперативную обработку измерительной информации в процессе полета в целях управля(ощих подсистем; 3) подсистемы предсказания конечного состояния (ПИКС), осугцествляющие интегрирование в ускоренном масштабе времени уравпеш(й моде:(и движюп(н ЛА с целью определения текущей ошибки терминального управления; 4) управля(ощие подсистемы (УП), вырабатыва(ощне сигналы управления ЛА из условия обеспечения минимума критерия ошибки терминального управления прп заданных ограничениях па траекторию движения, управление и характеристики БЦВК.
Функционирование системы осуществляется следующим об>- разом. В процессе полета ЛА в ИИП производится измерение фупкцш1 компонент вектора состояния и параметров ЛА г(1). Е1а основе информации об измерениях в ПОС и ПИП осуществляется оперативное оценнвание полного вектора состояния и неизвестных, в обп(ем случае ностационарных параметров х (1), значения которых поступают и УП и ППКС. В ППКС па основе интегрирования в ускоренном масштабе времени уравнений ЛА определяется текущее предсказываемое конечное состояние хя„(1) как функция значений оценок вектора состояния и неизвестных параметров х(1), т. е.
хяв =- хо(, (1, х(1)). Значение х,ц, (1) вместе с заДанным текущим значением конечного состояния х„„(1) поступает на вход УП, и которой на основе заложенного критерия качества вырабатывается величина терминального управления и(!) как функция й7 т! кущнх оценок вектора состояния, параметров ЛА и заданно!о кош чиого состояния. т. е.
!с(!) =- И(2'(!), хяад (!)). Построение систем терминального управления ЛА иа основе текущего оцеишшипя состояния и идентификации параметроа обеспечивает аысоку!о универсальность системы в смысле ириаге пения к шиРокот!У классУ иРоцессов и Внешних условий и обес печения адаптации системы в весьма широких диапазонах изме пения свойств управляемых процессов 160, )-1. С другой стороны (9! С это приводит к значительному усложнению систем и задач проектирования: системы становятся многосвязаииыми, хара, теризуются наличием многочисленных информационных и уира! ляющих подсистем. ело!киостью функциональных связей между ними.
В зтпх условиях задачи оптимизации систем терминального управления приводят к необходимости комплексного системного подхода к проектированию и разработке 123, 601, Системный под ход заключается в интеграции, т. е. обьедпнения многочисленных подсистем иа всех этапах проектирования, и разработке с целью обеспечения максимальной эффективности системы в целом. Следует отметить, что интеграция многочисленных подсистем систем терминального управления на базе БЦВК позволяет принципиально по-иовому поставить процесс проектирования и форин роваиия алгоритмов управления, решать сложные задачи многокритериальной оптимизации в реальном и ускоренном масштабе времени, оперативно осуществлять модернизаци!о систем в ходе их проектирования и эксплуатации.
Системы, реша!ощие задачи терминального управления иа базе единого бортового вычислительного комплекса и реализу!ощие гибку!о стратегию беспрограммиого терминального управления с использованием принципов оперативного оценивания состояния, идентификации параметров и предсказания терминального состояния, будем называть ИСТУ ПКС ЛА (151. Особое значение при создании ИСТУ ЛА занимает этап алгорптхшческой интеграции, заключающийся в разработке алгоритмического обеспечения отдельных информационных и управля!ощих подсистем на основе глобального критерия качества функционирования всего комплекса ИСТУ в целом. Этот этап является исходным для последующих этапов интеграции математического обеспечения и технической интеграции многочисленных подсистем ИСТУ ЛА.
Кроме того, использование тех или иных методов алгоритмической интеграции предопределяет сш!соб формализации математпческих моделей ЛА и глобального критерия качества функционирования комплекса ИС(У, возгитжности учета условий функционирования ЛА, совокупность ограничений. На рис. 1.4 указаны проблемы алгоритмической интеграцви, заключающиеся в разработке алгоритмического обеспечения подсистем оценпвания состояния, идентификации параметров, предсказания конечного состояния и управляющих подсистем на основе глобального критерия качества функционирования ИСТУ ЛА. 28 ~Проолемм алгори- ми ,ческои иитеграпии г †== — — — % !!Раэработка !! ц ктгоритмпчс!! ского обе.
псчо- | !! иин ППКС ~! — — ! Гг — — = — = = = Ч и Раэреботка й ал~ орятачичеа ского обеспечения УП вЂ” и гг в Е Разработка Ц алгоритмиче !! ского обеспеа ченин ПОСИП !! 'т-==л г Раэработка алгоритмического обеспечения комплекса ИСТУ ИА — — — — — — — — — — — — — — — — — — ! Ртэс. !.4. Проблемы алгоритмического обеспечения интегрированных систот! терминального управления ЛА гз Сложность задач алгоритмической интеграции систем терминального управления с предсказанием конечного состояния определяется значительными внешними возмущениями, действующими на ЛЛ в полете, шумамп измерений, малым объемом измерительной информации, малой априорной информацией об изменении параметрои ЛЛ как объекта управления, существенной нелинейностыо уравнений движения и измерительных систем, наличием многочисленных связей между ними, отсутствием в настоящее время эффективных методов как парах|етрического, так и струк|урного синтеза сложных многосвязных нелинейных и нестацпонарных оптимальных систем, функционирующих в условиях неполной информации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
