По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.398

Архитектура систем управления рулевых мехатронных комплексов

Кузнецов В.Е. Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина), г. Санкт-Петербург, E-mail: kuznetsov@rambler.ru

Рассматриваются вопросы обоснования задаваемых технических требований к характеристикам электрогидравлических комплексов рулевых авиационных приводов. Приоритеты важности решаемых задач определяются при несоответствии заявляемых характеристик предъявленным требованиям исходя из возможных результатов, проявляющихся в отказе, снижении летно-технических характеристик, невозможности эксплуатации с требуемыми режимами полета. О важности требований к характеристикам управления рулевыми приводами говорит то обстоятельство, что в настоящее время невозможно пилотировать вручную маневренный самолет с аэродинамическими неустойчивыми компоновками без обеспечения высокой эффективности управления.

Литература:

1. Гамынин Н.С. Гидравлический привод систем управления. – М.: Машиностроение, 1972.

2. Гамынин Н.С., Жданов Ю.К., Климашин А.Л. Динамика быстродействующего гидравлического привода. – М.: Машиностроение, 1979.

3. Гониодский В.И., Склянский Ф.И., Шумилов И.С. Привод рулевых поверхностей самолетов. – М.: Машиностроение, 1974. – 320 с.

4. Матвеенко А.М. Аналитическое проектирование гидравлических систем летательных аппаратов. – М.: Машиностроение, 1977. – 168 с.

5. Raymond E.T., Chenoweth C.C. Aircraft Flight Control Actuation System Design, Society of Automotive Engineers, Inc., 1993, 270 p.

6. Keller G.R. Hydraulic System Analysis. – Cleveland.: Industrial Publishing Company,1962.

7. Akers A., Gassman M., Smith R. Hydraulic Power System Analysis. – New York: Taylor & Francis, 2006 .

8. Blackburn J. F., Reethof G., Shearer J. L. Fluid Power Control. – New York: Technology Press of M. I. T. and Wiley, 1960.

9. Lewis E. E., Stern H. Design of Hydraulic Control Systems. – New York.: McGraw Hill Book Company, 1962.

10. Манукян Б.С. Экспериментальные задачи динамики системы дистанционного управления самолета // Техника воздушного флота. – 2000. – Т. LXXIV. – № 1–2 (642–643). – С.53–58.

11. Кузнецов В.Ф. Формирование требований к динамическим характеристикам рулевого привода маневренного самолета / М.А. Клюев, С.В. Константинов, В.Ф.Кузнецов, П.Г.Редько, Г.В. Квасов // Техника воздушного флота. – 2001. – Т. LXXV. – № 2 (649). – С. 1–6.

12. Манукян Б.С., Клюев М.А. Частотный метод формирования требований к динамическим характеристикам исполнительной части СДУ самолета // Техника воздушного флота. – 2001. – Т. LXXV. – №1 (648). – С.13–17.

13. Аэродинамика, устойчивость и управляемость сверхзвуковых самолетов/ Под ред. акад. Г.С.Бюшгенса. – М.: Физматлит, 1996.

14. Константинов С.В., Редько П.Г., Ермаков С.А. Электрогидравлические рулевые приводы систем управления полетом маневренных самолетов. – М.: Янус-К, 2006. – 315 с.

15. Некоторые вопросы разработки адаптивных рулевых приводов для систем управления полетом маневренных самолетов [Электронный ресурс] / П.Г. Редько, Г.В. Квасов, С.В. Константинов, Н.Д. Поляхов, А.В. Кузнецов, О.Э. Якупов// Материалы IX Междунар. научн.-техн. симп. «Авиационные технологии XXI в.» (ASTEC-07),17–23 августа 2007, ЦАГИ, М., 10 с.

16. Перспективный облик системы рулевых приводов маневренных самолетов / С.В. Константинов, П.Г. Редько, Г.В. Квасов, И.П. Кузнецов, П.А. Осетров, М. Г. Каннер, И.В. Смородин, В.Е. Кузнецов// Матер. VIII Всерос. юбилейной научн.-техн. конф. «Проблемы совершенствования робототехнических и интеллектуальных систем летательных аппаратов». – М.: Изд-во МАИ, 2010. – С.321–329.

17. Системы дистанционного управления и рулевые приводы: структуры и развитие/ С. А. Ермаков, В. И. Карев, С. В. Константинов, Ю. Г. Оболенский, А. М. Селиванов, Р. В. Сухоруков // Вестник Московского авиационного института. – 2013. – Т. 20. – №2. – С. 161–171.

18. Земляков С. Д., Рутковский В.Ю. О некоторых результатах развития теории и практического применения беспоисковых адаптивных систем // АиТ. – 2001. – Вып. 7. – С.103–121.

19. Попов Д.Н., Ермаков С.А., Лобода И.Н., Фомичев В.М. Инженерные исследования гидравлических приводов ЛА / Под ред. Д.Н. Попова. – М.: Машиностроение, 1978. – 138 с.

20. Редько П.Г. Повышение безотказности и улучшение характеристик электрогидравлических следящих. – М.: Янус-К; ИЦ МГТУ «Станкин», 2002. – 232 с.

21. Оболенский Ю.Г. Управление полетом маневренных самолетов. – М.: Воениздат, 2007. – 480 с.

22. Оболенский Ю.Г., Ермаков С.А., Сухоруков Р.В. Введение в проектирование систем авиационных рулевых приводов: Учеб. пособие. – М., изд. ГУП г. Москвы «Окружная газета ЮЗАО», 2011. – 343 с.

23. Косьянчук В.В. Analytical synthesis of MIMO faulttolerant control systems with simplified circuit implementation/ В.В. Косьянчук, Е.О. Зыбин // JOURNAL OF COMPUTER AND SYSTEMS SCIENCES INTERNATIONAL, 2010, N 1.

24. Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д., Путов В.В. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением. – Л.: Энергоатомиздат, 1984. – 216 с.

25. Борцов Ю. А., Соколовский Г. Г. Автоматизированный электропривод с упругими связями. – СПб.: Энергоатомиздат, 1992. – 288 с.

26. Исследование нечетких и нейросетевых систем/ Н.Д. Поляхов, И.А. Приходько, В.Е. Кузнецов, Е.С. Анушина, А.А. Карачев – СПб.: Изд. СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2005. – 28 с.

27. Поляхов Н.Д., Приходько И.А., Кузнецов В.Е., Якупов О.Э. Интеллектуальные системы управления: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2010. – 80 с.

28. Путов В.В. Адаптивные системы управления объектами с упругими деформациями: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ, 2002.

29. Путов В.В., Шелудько В.Н. Адаптивные и модальные системы управления многомассовыми нелинейными упругими механическими объектами. – СПб: Изд-во «Элмор», 2007.

30. Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. – М.: Машиностроение, 1976. – 184 с.

31. Андреев Ю. Н. Управление конечномерными линейными объектами. – М.: Наука, 1976.

32. Разинцев В.И. Повышение эффективности гидроприводов с дроссельным регулированием. – М.: Машиностроение, 1993.

33. Ходько С.Т., Суслов В.Ф. Самонастраивающийся электрогидравлический привод объемного регулирования // Новое в проектировании и эксплуатации автоматизированных приводов и систем гидроавтоматики. – Л.: ЛДНТП, 1987.

Современное развитие маневренной авиации идет по пути создания самолетов с аэродинамическими неустойчивыми свойствами. Такие самолеты требуют повышенной эффективности органов управления. Иногда для управления в вертикальной плоскости (по тангажу) одновременно используются горизонтальное оперение и переднее горизонтальное оперение. В этом случае определяющим является создание комплекса рулевых систем приводов, отвечающих требуемым динамическим и качественным показателям, обеспечивающего устойчивость и управляемость основной системы: самолета с системой электродистанционного управления (СДУ).

Первостепенное значение задача приобретает для продольного канала управления маневренного самолета с большой степенью аэродинамической неустойчивости (mzCy = 0,15÷0,25), требующей высокой эффективности органов управления (mzφ = 0,007÷0,012 град-1).

Для обеспечения эффективного управления самолетом рулевые поверхности должны перемещаться в соответствии с управляющими сигналами малого уровня: менее 0,1% от максимального угла поворота в частотном диапазоне изменения управляющего сигнала до f < 3 Гц, при воздействии аэродинамических нагрузок, близких к максимальным. Системы приводов органов управления полетом представляют собой высокоточные электрогидравлические следящие системы. Основу таких систем составляют рулевые приводы с дроссельным регулированием скорости выходного звена.

В систему управления полетом самолета, основу которой составляет СДУ, входит комплекс рулевых приводов. СДУ обеспечивает как пилотирование самолета летчиком, так и автоматический полет самолета по заданным траекториям. Система управления обеспечивает динамическую и статическую устойчивость самолета, а также автоматическую стабилизацию установленных летчиком режимов полета.

Системы управления (в соответствии с основными требованиями к рулевым системам) должны обеспечивать эффективное управление различными органами управления полетом самолета и его устойчивость в эксплуатационных режимах:

Для Цитирования:
Кузнецов В.Е., Архитектура систем управления рулевых мехатронных комплексов. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2017;9.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: