автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Методология и результаты оптимальной модернизации управления комплексами имитации стохастически возмущаемого полета

ИНЬ, 2.4ОЬ

КИЕВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

УДК 629.7.072.8:681.3 Для служебного пользования Экз. №

АЗАРСКОВ Валерий Николаевич п^

МЕТОДОЛОГИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОПТИМАЛЬНОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСАМИ ИМИТАЦИИ СТОХАСТИЧЕСКИ ВОЗМУЩАЕМОГО ПОЛЕТА

Специальность 05.22.14 - Эксплуатация воздушного транспорта

Автореферат диссертации на соискание научной степени доктора технических наук

Киев -1998

Диссертация является рукописью.

Работа выполнена на кафедре Авиационных приборов, измерительных систем и метрологии

Киевского международного университета гражданской авиации Министерства образования Украины

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Блохии Леонид Николаевич, заведующий кафедрой АПИС и М Киевского международного университета гражданской авиации, академик Международной Славянской академии наук, лауреат Премии НАМ Украины им.М.К.Янгеля

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Касьянов Владимир Александрович, заведующий кафедрой теоретической механики Киевского международного университета гражданской авиации

доктор технических наук, профессор Лысенко Александр Иванович начальник Главного управления Национального научно-исследовательского центра оборонных технологий и военной безопасности Украины

доктор технических наук, профессор Петрашевский Олег Львович начальник Главного управления научно-технической политики, промышленности и сертификации Министерства транспорта Украины

Ведущая организация: Авиационный научно-технический комплекс

им.О.К.Антонова, г.Киев

Защита состоится "21" мая 1998 г. в 15 часов на заседании специализированного ученого Совета Д 01.35.04 при Киевском международном университете гражданской авиации по адресу: 252058, г. Киев, пр.Космонавта Комарова, I, КМУГА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КМУГА Автореферат разослан " Щ "АОр&ЛЯ 1998 г.

Ученый секретарь специализированного У

ученого Совета, доктор технических наук М.С.Кулик

АННОТАЦИЯ

Цель и задачи работы. Главные цели работы следующие:

• на основании научного анализа информации о предшествующем опыте (»здания и эксплуатации авиационных и космических имитаторов полета н тренажеров, а также тенденций динамики роста точностных требований к процессам имитации в связи с постоянным прогрессом в технике - поставить и сформулировать комплексную нзучпо-техническую проблему авиакосмическом техники, ее основные составляющие проблемы, определяющие необходимость оптимальной модернизации управления авиационными и аэрокосииче-скиыи комплексами имитации полета и тренажерами; при этом определить содержание, механизмы выполнения и последовательность этапов работ, обеспечивающих конкурентоспособность модернизируемых изделии;

• разработать концепцию и методологию, включающую необходимые наукоемкие технологии, определяющие эффективные пути создания управления новыми и модернизации управления существующими оптимальными комплексами имитации полетов и тренажеров, обладающими наивысшим достижимый качеством имитации;

• оценить эффективность предложенного подхода в процессе модернизации существующего уникального комплекса имитации возмущенного аэрокосинче-ского полета на базе центрифуги ЦФ-18.

Для достижения поставленных целей в работе выполнено следующее.

1. Сформулирована комплексная научно-техническая проблема оптимальной модернизации управления существующими авиационными и аэрскосмическими имитаторами полета и тренажерами как часть известной общей проблемы максимизации качества (точности) управления подвижными объектами в длительных стохастически возмущаемых режимах движения.

2. Сформулированы составляющие указанную комплексную проблему основные научно-технические проблемы, такие как:

• разработка концепции и методологии оптимальной модернизации вычислительных систем существующих авиационных и аэрокосмических имитаторов полета с цепью максимизации качества имитации;

• разработка методологии оптмальной модернизации управления системой подвижности в комплексах имитации авиационного и азрокосмического полетов;

• разработка концепции и методологии модернизации систем визуализации существующих комплексов имитации авиационного и азрохосшпеасого пелегзз;

• проблемные вопросы разработки методологических основ и новых наукоемких технологий, необходимых в практике создания оптимальных комплексов имитации стохастически возмущаемого полета.

3. Разработаны подход и наукоемкие технологии (постановки задач, спектральные методы и алгоритмы структурной идентификации моделей динамихи и действующих возмущений, синтеза и анализа сложных динамических систем), позволяющие эффективно (без непроизводительных затрат времени и средств) создавать оптимальные новые и модифицировать существующие подвижные комплексы, в которых будет гарантировано достижение на практике наивысших рубежей качества в реальных стохастических условиях их эксплуатации.

4. Разработаны вычислительные алгоритмы и программное обеспечение решения задач структурной идентификации, оптимального синтеза и анализа многомерных инвариантных во времени динамических систем в частотной области.

5.'На практическом примере синтеза оптимальной структуры управления системой подвижности исследуемого имитатора аэрокосиического полета рассмотрены содержание и последовательность основных этапов разработки технического предложения на модернизацию системы подвижности, а также проведены динамическое проектирование и реализация оптимальной структуры управления указанным уникальным стендом-имитатором.

На защиту выносятся:

• постановка и пути решения указанной выше комплексной научно-технической проблемы, концепция и методология создания управления новыми оптимальными и модернизация существующими комплексами имитации авиационных и авиакосмических стохастически возмущаемых полетов и тренажеров (содержание, механизмы выполнения и последовательность этапов работ, реализующих предложенную методологию должны гарантировать достижение наивысших рубежей качества имитации);

• как пример реализации одного из аспектов комплексной научно-технической проблемы - постановка и решение задачи оптимальной модернизации управления системой подвижности имитатора аэрокосмического полета на базе четырех степенной центрифуги ЦФ-18;

• наукоемкие технологии (постановки задач, спектральные методы и алгоритмы структурной идентификации моделей динамики и действующих возмущений, синтеза, анализа), позволяющие эффективно создавать оптимальное управление для модернизируемых действующих и разрабатываемых подвижных комплексов имитации полета и тренажеров;

• вычислительные алгоритмы решения задач структурной идентификации, оптимального синтеза и анализа многомерных инвариантных во времени динамических систем в частотной области.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Повышение роли операторов, связанных с управлением все усложняющимися динамическими объектами, остро ставит проблему совершенствования методических и технических средств профессионального отбора и подготовки операторов. Одним из наиболее эффективных средств формирования и развития знаний и профессиональных навыков, необходимых оператору в реальных условиях деятельности, являются комплексы имитации полета и тренажеры, которые получили наибольшее применение в авиации и космонавтике. Основное назначение этих комплексов состоит в обеспечении на земле реальной динамической обстановки натурного полета с наибольшей достижимой точностью для оценивания качества и моделей динамики бортовых измерительных и управляющих комплексов, а также поведенческих функций членов экипажей в стохастически возмущаемом полете. Кроме того, штатные системы указанных имитаторов полета и тренажеров должны обеспечивать информацией процессы аттестации качества как бортового оборудования, так и обучения выполнению профессиональных функций членов экипажей.

Вопросам разработки и совершенствования авиационных н космических имитаторов полета, моделирующих комплексов и тренажеров посвящены труды: Г.Т.Берегового, А.Н.Базилевского, Л.Н. Блохика, М.Л.Галлая, Ю.Н.Глазкова, ВА.Горячева, С.Г. Даревского, И.Д.Кочубиевского, А.А. Красовского, П.Ф. Клубникина, А.И.Кухтенко, А.В.Кудиненко, М.А.Котика, В.В.Павлова, Б.Н.Петрова, В.А.Пономаренко, И.Н.Почкаева, В.И.Садовличего, Р.И.Сольни-цева, А.Г.Шевелева, В.Е.Шукшунова и др.

Динамические стенды современных имитаторов полета и тренажеров представляют собой сложные многомерные системы с недостаточно изученными (часто неизвестными) перекрестными связями и сопровождающими движение возмущающими факторами. Вектор программных сигналов - стохастический многомерный процесс. Его динамические характеристики, как правило, Точно неизвестны даже разработчикам объектов. Результат традиционного (без научного сопровождения) подхода к созданию комплексов имитации полета и тренажеров - грубо собранные сложные конструкции, хотя и принципиально отвечающие своему назначению, но не обеспечивающие конкурентоспособного уровня качества имитации. При этом законы управления в многомерном контуре имитации или в контурах управления подвижностью научно не обосновываются, выбираются на основе предшествующего опыта. Такие имитаторы полета - не конкурентоспособны.

По требованиям Doc. ICAO 9625-AN/938, 1995 г. необходимо точное моделирование характеристик летательных аппаратов, особенно на переходных режимах. Так, например, допустимое запаздывание в системах подвижности современных имитаторов полета и тренажеров не должно превышать 0,1-0,15 секунды, в то время, как в современных отечественных имитаторах оно может составлять единицы секунд. В связи с этим возникла известная общая научно-техническая проблема максимизации точности управления возмущаемым полетом, протекающим в стохастических условиях. Научные и технические сложности обсуждаемой проблемы связаны, в первую очередь, с особенностями процессов управления подвижными объектами, динамикой самих управляемых объектов и стохастическими условиями их движения. Главной стороной качества комплексов имитации полета является точность моделирования предписанных движений. Выбор оптимального управления комплексами имитации, который составляет основу предлагаемых процессов модернизации, должен производиться в первую очередь из условий достижения наивысшего качества имитации в конкретных обстоятельствах движения.

Существующие комплексы имитации и тренажеры не отвечают возросшим требованиям по качеству имитации возмущенного полета. И в то же время отсутствует единая методологическая база создания новых (модернизации существующих) комплексов имитации стохастически возмущаемого полета и тре-нажчюв, отвечающих современным требованиям, поэтому на повестку дня поставлена важная прикладная нау чно-техническая проблема: разработать конце-гпопо и методологию стпдания новых оптимальных и модернизации существующих комплексов имитации авиашюшгьп и авиакосмических стохастически

возмущаемых полетов н трешжсров с целью достижения наивысших рубскж41 качества имитации.

Методы нсследпвашШ. Для решения сформулированной проблемы в работе использованы методы современной теории управления, статистической динамики систем управления подвижный» объектами, теорий идентификации и оценивания, математического и имитационного моделирования, прикладной теории случайных процессов. Днсссртационные исследования базируются из аналитических и экспериментальных этапах работы.

Наушая шюш. Автором получены и изложены в диссертационной работе такие научные результаты:

• поставлена и сформулирована комплексная научно-техническая проблема по разработке концепции и методолопш создания новых оптимальных н модернизации существующих комплексов имитации авиационных и авиакосмических стохастически возмущаемых полетов и тренажеров с целью досшжешш наивысших рубежей качесгва имитации и составляющие ее проблемы;

• определены основные пути решения сформулированных проблем, а также содержание, методология проведения н последовательность определяющих этапов решения;

• как пример, поясняющий эффективность избранного подхода, поставлены, сформулированы, решены и реализованы на уникальном имитаторе аэрокоо мичсского полета научно-технические проблемы по разработке концепции II методологии создания новых оптимальных и модернизации существующих комплексов имитации авиационных и аэрокосмнческнх имитаторов полета и тренажеров и методологии оптимальной модернизации управления системой подвижности в указанных комплексах имитации, как одна из главных составляющих сформулированной выше комплексной проблемы; .

• разработаны подход и наукоемкие технологии, позволяющие эффективно создавал. оптимальные новые н оптимальным образом модернизировать управление существующими подвижными комплексами, которым гарантируется достижение на практике наивысших рубежей качества имитации реальных стохастических условий эксплуатации.

Сять работы с иауошмн программами, подами, тешка). Работа проводилась в рамках научно-исследовательских тем, которые выполнялись по постановлениям Правительства (Шифры: "Небоскреб-!", "Окоп-2"); в райках Целевой комплексной программы развития транспортного комплекса Украины "Транспорт"; Национальной космической программы Украины "Космический транспорт" (п,09.09.30.20.209 КТ); программы конверсии производства Мин-машпрома Украины (Шифр • "Кварц-1"); межотраслевой программы "Разработка и осуществление средств, материалов и ресурсосберегающих технологий эффективности эксплуатации гражданской и военной авиации Украины (Шифр 3.8. "Экспертиза"). Основные результаты диссертационных исследований внедрены в Центре подготовки космонавтов им.ЮА.Гагарнна прн модернизации ииигатора аэрокосничесхого попета на базе четырсхстепснной центрифуги ЦФ-18, на АНТ К "Антонов" и Киевском Государственном заводе автоматики иы Г.И.Петровского. Внедрение подгверждено актом н протоколом

межведомственных испытаний и актами внедрения. Цикл научно-исследовательских и опыпю-копструкторских работ "Разработка методологии создания оптимальных и модификации существующих имитаторов аэ р о к о с м и ч сск о го возмущенного полета и оптимальных систем стабилизации движением объектов" отмечен Премией имени М.К.Янгеля Национальной Академии Наук Украины за 1995 год.

Праклпеская ценность. Главное направление практического применения диссертационной работы • факт использования разработанных методологии и наукоемких технологий для процессов создания (модернизации) подвижных комплексов имитации и тренажеров обеспечивает достижение на практике наивысших рубежей качества (точности) функционирования последних. Показано, что в некоторых случаях разработанный подход позволяет повысить качество имитации п действующих комплексах, построенных по западным технологиям, па порядок.

В процессе опытно-комсгрукторсхих работ по модернизации имитатора аорокосмнческого попета экспериментальным путем доказана высокая эффективность разработанного подхода для создания оптимальных динамически:: систем и возможность создания конкурентоспособных систем обсуждаемого класса для авиации и космонавтики в условиях отечественного производства.

Показано, что предложенные наукоемкие технологии структурной идентификации могли бы составить часть теоретической базы для проведения научно-технической экспертизы качества сложных изделий новой авиационной н космической техники на различных этапах ее создания.

На этапе практической оптимальной модернизации управления системой подвижности уникального стенда-имитатора аэрокосмического полета экспериментальным путем комплексно аттестованы и получили подтверждение предлагаемые в диссертации подход и наукоемкие технологии модернизации.

Лпробашш гголояхшя! п результатов дпссертяцгашгой работы осуществлена в процессе обсуждения докладов, сделанных автором на научных конференциях и семинарах: XII-XXI Гагаринских чтениях по космонавтике и авиации (г.Москва, 1982-1991), Всесоюзной НТК "Проблемы увеличения эффективности воздушного транспорта в народном хозяйстве" (г.Мосхва, 1983, 1986, 1990); V Всесоюзной конференции "Управление в механических системах" (г.Казань, 1985); НТК "Моделирование полета и идентификация моделей воздушных судов" (г.Киев, 1985); III Всесоюзной НТК "Идентификация моделей движения ЛА" (г.Жуковский, 1986); Всесоюзной НТК "Усовершенствование технологических процессов ремонта авиационной техники на заводах гражданской авиации" (г.Москва, I9S'6); Всесоюзной НТК "Моделирование-87" (г.Кишинев, 1987); II Всесоюзной школе-семинаре "Динамика, управление полетом и исследование операций" (г.Клин, 1987); НТК "Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров (г.Пенза, 1988); Научно-технической конференции "Проблемы развития АСУ и информационных услуг в новых условиях хозяйствования" (г.Душанбе, 1989); НТК 'Тренажеры и имитаторы" (г.Пенза, 1990); Всесоюзной НТК "Автоматизация исследование, проектирование и испытания сложных технических систем" (г.Калуга, 1989); III

Всесоюзной НТК 'Тренажеры н компьютеризация профессиональной подготовки (г.Калининград, 1991); Всесоюзной НТК "Идентификация, измерение характеристик и имитация случайных сигналов" (г.Новосибирск, 1991); I, II, III Международных научно-технических конференциях "Методы управления системной эффективностью функционирования электрифицированных и пшгатаж-но-навигациоиных комплексов (г.Киев, 1993,1994,1995); Международном симпозиуме "Летные испытания самолетов" (г.Жуковскнй, 1993); II НТК Проблемы и перспективы развития судостроения на Украине (г.Ннколаев, 1994); I, II, III, IV Украинских конференциях по автоматическому управлению {г.Киев, 1994, гЛьвов, 1995, г.Севастополь, 1996, г.Черкассы, 1997); Международной НТК "Проблемы совершенствования радиоэлектронных комплексов и систем обеспечения полетов" "Аэронавигацня-94", "Аэронавнгация-95", "Аэронавигация-96"; Международной научно-технической школе-семинаре "Альтернативные подходы к исследованию систем" (г.Киев, 1996); I Международном симпозиуме по проблемаи авиационной и космической медицины "Украина-Россия-AGARD/NATO" (г.Киев, 1997).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано свыше 80 научных работ, в том числе монография, 2 авторских свидетельства на изобретения. Основные результаты изложены в 59 работах. Из совместных публикаций [2,5,6,7,13,16,17,19,27,40,41,43,46,50,52,561 в диссертационную работу включены только результаты, полученные диссертантом лично. В совместных работах [9,11,15,18,21,22,31,37,44,49,53,57] идея возможных результатов возникла в процессе совместных обсуждений с соавторами, а формулировка окончательных результатов и их доведение выполнены диссертантом. Совместные работы [3,4,10,14,20,23,24,25,28,29,30,33,34,35,38,39,42,45,47,48! выполнены соавторами совместно, с равным творческим вкладом.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из вступления, пяти разделов, заключений по разделан, выводов и рекомендаций, списка использованных литературных источников из 33S наименований и 5 приложений. Общий объем работы 396 страниц, в том числе 137 страниц с рисунками и таблицами.

Во введешш обоснована важность и актуальность постановки комплекс-нон научно-технической проблемы и ее составляющих, формулируется цель работы, перечень задач и вопросов, рассмотренных в диссертации, проведен критический анализ необходимых литературных источников, дана краткая характеристика полученных в диссертации теоретических и практических результатов.

Первый раздел носит постановочный характер и посвящен изложению содержания, целей и физических постановок задач, решаемых в процессе диссертационных исследований. В раз; пе из многих проблем создания и применения комплексов натурного и полунагурного моделирования движения обсуждается и формулируется комплексная научно-техническая проблема оптимальной модернизации авиационных и аэрокосмических имитаторов полета и тренажеров как часть известной общей научной проблемы максимизации качества управления подвижными объектами в длительных стохастически во змущлеыых режимах движения.Также сформулированы и составляющие комплексную проблему

основные научно-технические проблемы, решение которых обеспечит ряд аспектов требуемой модернизации управления комплексами имитации полета.

Выполнена постановка исследуемой в диссертационной работе комплексной научно-технической проблемы, определены пути и наукоемкие технологии ее решения. Дана краткая характеристика предлагаемых методологических основ новых наукоемких технологий, пригодных для создания »аитаторов полета с нажысшен достижимой точностью имитации. Кроне того, дана общая постановка намечаемых диссертационных исследований.

Во втором разделе дан критический анализ существующих методов идентификации, синтеза и анализа сложных объектов во временной и частотных областях. Изложены теоретические основы разработки наукоемких технологий (алгоритмы »¡яентифккации, синтеза к анализа сложных динамических систем), которые могу г соепшгп, базу для практического решения сложных задач создания и модернизации комплексов имитации авиационного и аэрокосмического полета и тренажеров.

В третьем разделе рассмотрены особенности вычислительных алгоритмов и программного обеспечения решаемых задач щвдггифнкацип, синтеза и анализа. Приведены вычислительные алгоритмы задач структурной идентификации для двух основных этапов их решения (этап первичной статистической обработки данных эксперимента, этап непосредственно структурной идентификации моделей динамики объекта). Алгоритмы дают возможность составлять основные положения процедур вычислений оптимальных оценок по данным эксперимента в штатных режимах эксплуатации динамических характеристик имитатора, действующего на него внешнего возмущения и основных звеньев системы управления. Для предложенных математических алгоритмов приведены вычислительные алгоритмы и программное обеспечение решения задач оптимального синтеза и анализа систем в частотной области.

В четвертом разделе иллюстрируется эффективность предлагаемых наукоемких технологий на примере решения задачи выбора оптимальных структур каналов управления модернизируемым стендом-имитаторои аэрокосмического полета. Показано, что этап разработки технического предложения - основа создания (модернизации) оптимальных (конкурентоспособных) комплексов имитации стохастически возмущаемого полета. Рассмотрены содержание и последовательность основных этапов разработок технических предложений на создание (модернизацию) комплексов имитации стохастически возмущенного движения с наивысшим достижимым качеством.

•Предлагаемая методология проведения этапов разработки технического предложения проиллюстрирована на практических примерах реализации этапов: структурной идентификации моделей динамики контуров стабилизации угловых скоростей в раздельных каналах управления имитатором аэрокосми-чоского полета на базе центрифуги ЦФ-18; синтеза системы оптимального управления каналами движения имитатора со сравнительным анализом ее качества.

В пятом разделе поставлена проблема оптимальной модернизации уникального динамического имитатора аэрокосмического полета, созданного на базе четырехстепенной центрифуги ЦФ-18, и определены некоторые пути

решения указанной проблемы. Поставлена и решена проблема оптимальной модернизации управления системой подвижности в существующих авиационных и космических имитаторах полета и тренажерах. На практическом примере синтеза оптимальной многомерной структуры управления системой подшгж-ностн исследуемого имитатора рассмотрены содержание и последовательность основных этапов разработки технического задания на модернизацию системы подвижности, а также проведено динамическое проектирование оптимальной структуры управления стендом-имитатором и обсуждены достигнутые при этом результаты. Рассмотрены вариа!пы реализации многомерной оптимальной системы управления стендом на современной аналоговой элементной базе, а также через построение цифровой оптимальной многомерной системы управления стендом. Приведена сравнительная таблица эффективности оптимального многомерного, оптимального раздельного и штатного управлении, которая дает наглядное представление о достигаемых и процессе модернизации рубежах качества каждого из реализованных вариантов построения систем управления степдо м -и и итаторо м.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ГАВОТЫ

Понятие качества динамической системы - одно из определяющих в инженерной практике. Основной стороной качества таких систем, как комплексы имитации полета, является точность. Максимальное качество сложных управляемых комплексов естественно достигать на этапах научной разработки технических предложений (аванпроектоп). Эти этапы патаны динамическим проектированием. Суть его в той, чтобы по результатам решения задачи аналитического конструирования до начала основных этапов проектирования обоснованно оценить предельные возможности проектируемой системы и их соответствие требованиям, определить ее оптимальную (наилучшую в определенном смысле) структуру и в принципе решить вопрос о целесообразности начала цикла работ, связанных с созданием новой системы. При лом не производятся основные материальные затраты на проектирование, изготовление, доводку и испытания новых изделий до тех пор, пока положительно не решены вопросы о целесообразности эффективности и качестве повой разработки.

Гозданнс оптимальных управляемых комплексов базируется на современных методах оптимального синтела. Для синтеза крайне необходима по возможности более полная информация о реальных динамических характеристиках объектов управления, воздействии, сигналов и помех в исследуемо« контуре. Ьолсе точным знаниям способствует систематическое накопление информации о характеристиках аналогичных систем, сигналов, воздействий и помех, получаемых на этапах идентификации обьектов при натурных и лабора-торно-стендовых испытаниях и исследованиях прототипов. Идентификация многомерного динамического объекта в условиях эксплуатации возможна при наличии соответствующих алгоритмов. Результаты идентификации динамики существующих ЛА в штатных режимах полета во многих случаях могли бы составить исчерпывающую информацию для динамического проектирования новых и оптимальной коррекции существующих систем.

Задачи синтеза оптимальных линейных систем на бесконечной временном интервале еще недавно решались временными и частотными методами, эснованными на замене замкнутой системы эквивалентной разомкнутой. Тетерь известны спектральные методы синтеза оптимальных линейных замкнутых шварнаитных во времени систем при случайных воздействиях, базирующихся и специальном выборе варьируемой функции, такой, что из физической реали-гуемости этой функции, обеспечиваемой самой процедурой синтеза, следует остойчивость замкнутой системы "объект-регулятор". Эти методы применимы : объекта к с произвольной динамикой (устойчгаын, неустойчивый, запазды-¡ающий, неминимально-фазовый и т.п.) и вопрос устойчивости замкнутых си-ггем решается автоматически. При этом существенно расширяется класс реша-!мых задач, гак как оптимальные регуляторы при частотных методах решения югут быть определены ¡; при неотрицательно-определенных весовых матрицах ! функционале качества (при временных методах они положительно определено, причем эти матрицы могут быть полиномиальными и недиагональными. Необходимость таких истодов для пракппен очезидна, однако желательны к ¡олее простые и прозрачные результирующие алгоритмы синтеза.

В работе предложены подходы, по-новому реализующие основные идеи [етодов синтеза линейных многомерных систем, описанных выше, получены олее простые и удобные в практике результирующие алгоритмы. С помощью тих методов также непосредственно выбираются оптимальные структуры ре-уляторов, расположенных в обратной связи к объекту с произвольной динааи-он. Учет некоторых физических сторон работы замкнутых систем позволил не водить в решение варьируемые функции с произвольными матричными коэф-лциентаии и избежать громоздких преобразований Фробениуса. Это привело искомому эффекту упрощения алгоритмов синтеза и большей их прозрач-ости. Описанные методы синтеза линейных систем при случайных воздействи-х могут быть распространены на задачи оптимальной стабилизации многомерно-э объекта по отклонению, по отклонению и возмущению, задачи оптималыю-э слежения с коррекцией по возмущению, на синтез разомкнутых оптимальных ¡стен с непроизвольной структурой, в тон числе и компенсированных. Пред-гавилось возможным еще более упростить и обобщить известные методы оп-!мального синтеза, распространив их на более широкий класс задач. Необхо-имость совершенствования существующих и разработки новых алгоритмов тализа и синтеза, оценивания и идентификации диктуется следующими обстоя-яьствами. Во-первых, возрастающие точностные требования к исследуемым травляемым комплексам предполагают более полный учет стохастических ссплуатационных условий. Во-вторых, усложнение постановок задач синтеза гтественно должно усложнить и без того громоздкие результирующие алго-ггмы решения интересующих задач, если при этон не использовать более про-ые и целесообразные пути их получения. В-третънх, разработчики сложных фавляемых комплексов нуждаются в сравнительно простых алгоритмах син-за, непосредственно приводящих к построению оптимальных структур систем [равления, гарантиях успешного и эффективного решения поставленных задач.

Ниже приведены основные научные предложения автора диссертационной работы в совершенствование наукоемких технологий, которые возможно эффективно использовать при создании оптимальных и модернизации существующих комплексов имитации полета.

Метод и алгоритм структурной ндштифихаща! ¡моделей динамики объекта. При экспериментальном определении возмущенного движения сложного динамического объекта (летательный аппарат, система подвижности тренажера и т.п.) в штатных режимах обычно оцениваются лишь входные и выходные сигналы. Внешнее возмущение, действующее на объект, непосредственно не контролируется, но оказывает определяющее влияние на результаты идентификации. Измерения входного и выходного векторов сигналов могут оказаться избыточными и сопровождаться случайными помехами. Это обусловливает необходимость применения специальных систем оценок сигналов.

Задачу структурной идентификации по данным "вход-выход" оптимальных оценок динамических характеристик линейного стационарного объекта и его возмущения поставим следующим образом. Пусть динамика объекта идентификации (рис.1) описывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами вида

Рх- Ми + у/, (I)

где х и у/ - п-мерные векторы соответственно выходных реакций объекта и возмущений; и- ш-мерный вектор управлений; Р и М - искомые матрицы частотных характеристик объекта размерности соответственно их я и их от, элементы которых суть полиномы аргумента 1 - }о>. Определитель матрицы Р удовлетворяет условию Гурвица. Векторы и и х измеряются системами с матрицами частотных характеристик К] и К2 соответственно размерности V) х т и \г х п, причем целесообразно, чтобы выполнялись условия V, г т, у2 2 п. Измерения сопровождаются векторными помехами г\ и п^, размерности которых соответственно V, и у2 . Сигналы входа и выхода оцениваются системами с матрицами частотных характеристик ^ и У2 размерностей соответственно юху, и пху2. На выходе этих систем получим оценки векторных сигналов входа и и выхода а также векторы ошибки оценок

еи = й-и, (2)

ех=£-х. (3)

объекта

Сигналы х, и и у/, а также помехи г\ и пг представляют собой многомерные стационарные случайные процессы с нулевыми математическими ожиданиями и матрицами спектральных и взаимных спектральных плотностей , $ии> $ их' ^П' ^22' известными по результатам эксперимента и предварительной динамической аттестации систем измерений. Полагаем, что помехи измерений г\ и п2 нскоррслированм с остальными сигналами, возмущение у/ не-коррелировано с управлением и (это справедливо для замкнутых систем с оптимальным регулятором).

Для решения задачи идентификации принимаем, что возмущение у/ может быть представлено реакцией некоторого формирующего фильтра с искомой матрицей частотных характеристик на сигнал "белого" 5- коррелированного шума , матрица спектральных плотностей которого является единичной. Введем обозначения для векторов у и у и матрицы Ф

у-(и',А'); (4)

У={ЬЛ')\ (5)

Ф = (6)

С учетом выражений (4)-(6) перепишем уравнение (I):

х-Фу = 0; (7)

х-Фу=е. (8)

Здесь е - ошибка идентификации объекта при использовании оценок х и й,Ф -искомая дробно-рациональная матрица.

Исходя из равенств (2), (3), ошибку £ можно представить в виде

с-ег- Ф "1, где ег и Ф " 1 - ошибки идентификации, связанные соответственно с системой оценки выхода и с неточной оценкой выхода по результатам преобразования входных сигналов. Запишем сумму ошибок ех и

ф| в" как

е=<>х+ф1 | = (9) и "точные" значения входа и выхода

* = {Г2Кг)~\*-г&)- <10>

С учетом равенства (10) перепишем уравнение (9) в виде е = ф[(5уу [Еа - (11 ]г + (У2К2у]

' ( *

где л=-

v (я+я->ч )х|

вп =

ч)

о,

лх(л+т)

Представим функционал качества идентификации в виде

I ¡к

(П)

(12)

I = {ае'Ае) = 4 //г[А5^ +

] - уо

где Б а-,5и, - матрицы спектральных плотностей сосгавляюших ошибки идентификации, А - положительно-определенная симметрическая весовая матрица, < > и " ' знаки осреднения и транспонирования матрицы, 1г - ее след; а -неопределенный скалярный множитель, вводимый с цепью регуляризации оценок.

Учитывая выражения (8) и (II), с помощью теоремы Винера-Хинчииа представим матрицы спектральных плотностей ошибки идентификации £ в виде

= ^ -- Ф.% + Ф^Ф., (13)

и ошибки е как

хЗ^Ф. + \Е„ - (У2К2у1 [Еп - {У2К2)\' ]+[£„- ^М^)."1 +

+(к2*2)-' У^2[еп - {У2к2):у(у2к2у%5^гу2.(у2к2):1. <ц>

Здесь - знак эрмитова сопряжения;

0 0 " 1 (15)

^ - II (16)

Условия (16) введены для упрощения алгоритмов, составлены с учета» физики реальных задач и допускают коррелированноегь помехи с выходным состоянием объекта идентификации. Для решения задачи идентификации необходимо выразить матрицу взаимных спектральных плотностей S'¿j в формулах (15) через исходные данные с учетом уравнения езязи между матрицами спек тральных плотностей входа и выхода объекта

ЛЛЯЛ, —

•,*й°ДЛ",Д* '^'ли^ии^'и! , (17)

Матрица получается в результате факторизации правой части выражения (17) при учете условия = Еп.

Задача выбора матрицы Ф жвивалентна задаче минимизации функционала (12) на классе дробно-рацио/сальных физически реализуемых функций Ф н решается при использовании процедуры метода Винера-Колмогорова. Условие, обеспечивающее тождественное равенство нулю первой вариации функционала (12), сводится к алгоритму

(18)

где

А1ГАС = А\

ШХ = ^ + ив^О,. + авпБ-т0п.\

к = + + к. = - - {Угк2)'х , (19)

индексы "О", "+","-" - являются знаками вннеровской сепарации.

Подставив матрицу (18) в функционал (12), можем оценить максимальное качество идентификации моделей динамики объекта.

Таким образом, по алгоритму (18), используя исходную информацию, полученную при эксперименте, возможно получать оптимальные оценки динамических характеристик сложного объекта и внешнего возмущения, действующего на него в штатных конкретных режимах работы. В случае полных измерений входа и выхода и неучста помех измерений алгоритм структурной идентификации существенно упрощается. В работе приведены также модернизированный общий и эффективный частный алгоритмы структурной идентификации.

Итак, выражения (12)-(19) - алгоритм идентификации моделей динамики объекта в описанном варианте постановки задачи.

Метод и алгоритм синтеза оптимальной системы стабилизации дшпмиче-ского объекта. Рассмотрим вариант синтеза оптимальной структуры регулятора движения линейной стационарной системы, расположенного в канале обратной связи, при идеальном измерении выходных координат объекта управления. Особенности решения этой задачи синтеза состоят в том, что необходимо получить наиболее простые и удобные в практическом пользовании результирующие алгоритмы.

Задачу сформулируем следующим образом. Пусть движение объек-> та стабилизации (рис. 2) описывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами вида

Рх -Ми\у>, (20)

где л: - п-яеркыи вектор-столбец выходных координат объекта; и- ш-иерный зектор-сголбец управляющих

М

X)

р'

V/

Рис. 2. Структурная схема объекта стабилизации

координат; у/- п-мерньш стационарный случайный процесс с нулевых математическим ожиданием и известной дробно-рациональной матрицей спектральных плоскостей ; Р и М матрицы размерностей их я, элементы которых суть операторные полиномы от р-<Ий1 (определители матриц МиР - гур-вицевы). Требуется найти '.равнение регулятора вида

= ГяЩЩо*. . = Ио|. • (21)

где , Щ0; Щ» Ддз - полиномиальные матрицы, причем матрица IV выбирается такой, чтобы замкнутая система была устойчива (все нули характеристического определителя системы уравнений (20 ) и (21 ) не должны иметь положительных вещественных частей), а функционал качества стабилизации вида

е = (х'Дх) + (и'Си) (22)

при ограничении, вызываемом структурой объекта стабилизации, достигал мтгаиума.

Искомую матричную передаточную функцию регулятора W представим в виде ГУ=ЩЩ1 = w£w2. (23)

где R^q , ïï\, W2 и 1^20" матрицы размерностью nun соответственно, элементы которых суть операторные полиномы аргумента p-dldî\ R и С заданные весовые симметрические неотрицательно-определенные матрицы размерности их и, элементы которых являются полиномами аргумента р.

Введем матричные передаточные функции между координатами системы л: и и и вектором возмущения у/

x(s) = Fx(s)W(s) = [Л*) - М-'М-ОГ Vis), (24)

Ф) = Fu{s)y,{s) = - M(s)fF(s)]'1 ф), (25)

где з = с + ja> - аргумент в преобразовании Лапласа.

Учитывая выражения ( 24 ) и (25), перепишем уравнение (20) в виде

P(s)fx(s)-Ai(s)Fu(S) = En, (26)

пте FM = - Щ'Щ W]"' = W]0(s)F0~:1 (з), (27)

/a(j) = rç<j)[/WnW-A/(j)BS(j)]"' - (28)

Далее составим условие устойчивости замкнутой системы. Воспользовавшись формулой вычисления определителя блочной матрицы, характеристический определитель замкнутой системы можно записать

m -m*) Ш*)

Из условия (29) следует, что для устойчивости замкнутой системы необходимо и достаточно, чтобы определитель матрицы jfo(J)| был гурвицев.

Учитывая, что замкнутая система должна быть устойчивой (элементы матриц Fx(s) и Fu(s) не должны иметь полюсов в правой полуплоскости комплексного переменного j = ja)), применив теорему Винера-Хинчина и опустив для простоты записи аргумент s, функционал (22) перепишем как

* = ' J\'r\[F>'RF< + fwCFu]S'¥}ds. (30)

J

Задачу минимизации функционала (30) решим с применением процедуры метода Винера-Колмогорова. Для этого введем варьируемую матрицу Ф размерности их я как

PFX+MFU = Ф. (31)

Решая уравнение (31) совместно с уравнением связи (26), нетрудно выра-3!гть матрицы Fx и Fu через варьируемую

Fx = X-P4{En+<S), (32)

Fu=Ur\b~E„), (33)

= - d(4 (29)

а также представить матрицу передаточных функций регулятора в виде

sv = FJ,; = Л/-' (Еп - ФХФ - Еп)ЛР . (34)

С учетом выражений (32) и (33) функционал (30) перепишется в виде

I J00

г = ~ I />■([(£„+ ф.)Л-]Л/>-,(ЕН + Еп)М:хсаг\Ф-E^y^ds <£)

Задача минимизации функционала (35) эквивалентна задаче выбора такой физически реализуемой, аналитической в правой полуплоскости комплексного переменного s функции Ф, имеющей аналитическую только в правой полуплоскости вариацию гй>, которая доставляет пишшуи функционалу (35).

Определим первую гарнацшо функционала в виде

. J tn

& = + ЛЛГ1СЛГ')ф4 (Р;1ярл - АЛ'СА/"1)]^ +

+ м:хсмлу [р?ярл - (Зб)

а затем с помощью процедуры метода Винера-Колмогорова найдем условие, обеспечкзающее равенство вариации (36) нушо и представляющее собой алгоритм вида

Ф = -Г''(А'0 + K)D'X, (37)

где DD. = S'v, (33)

Г.Г = Рл ЯРЛ + ЛГ.1 СЛГ1, (39)

К- К0 + К, + А'. = г:1 (л"1 АР"' - А/.СЛГ1) Z). (40)

Здесь матрицы Г ¡i D ■ результаты выполнения операций факторизации матриц (38) и (39), а матрицы Л'0 + А'+ + А_ - результаты сепарации патрицы (40).

Подставив вычисленную по алгоритму (37) оптимальную функцию Ф в выражения (32), (33) и (34), определим матрицы оптимальных передаточных функций замкнутой системы и регулятора. Подстановка выражений (37)-(40) в функционал (35) определит cío минимальное значение (максимальное качество системы). Именно этот алгоритм использован при синтезе оптимальны}: структур управления подвижностью имитатора.

Применение дискретных микропроцессорных систем для реализации зз-<онов управления имитаторами полета и тренажерами является в настоящез зремя наиболее прогрессивным. В то же вреил, как правило, объект стабилкза-1ии представляет собой многомерную непрерывную динамическую систему. С >тим обстоятельством связаны особенности решения задач синтеза дискретных оптимальных систем стабилизации подвижных объектов.

Сформулируем и решим задачу cicrreia дис;:репюго сптмг.салывго у гтрав-кшго системой подвижности имитатора аэрокосмического полета при учете случайных помех и возмущений. Здесь важен учет коррелирозанности реаль-1ых возмущающих факторов с состоянием объекта и между собой. Структурная :хема исследуемой динамической системы представлена на рис. 3.

u(s)

Wis)

I -к H(s) ——N F," (s)

V —1АУ—v>

x,<s)

U.Cs)

CdV: JJ(Z) u(s)1-

i<X Q(z) UCsD

•p(s)

Рис.3. Структурная схема системы стабилизации

Пусть динамика непрерьшио части, состоящей из приводов и дин; мического стенда, задана и опись вается системой обыкновенных ди<1 ференциальных уравнений. Преобр; зованная по Лапласу, эта систем имеет вид

где х, - Фурье-образ п-мерного вез тора выходных реакций объекта; и(з - Фурье-образ т-мерного вектор управлений; - Фурье-образ г

мерного вектора возмущений, представляющего собой «-мерный центрир< ванный случайный процесс с известной матрицей спектральных плотное« Syy (вектор моментов сил трения в осях карданова подвеса); Pl (s) и М(з)

матрицы размерностей пх. п и п х m соответственно, элементы которых су] полиномы аргумента s- ja>, определенные в результате проведения процедур идентификации; det J\ и det Л/-гурвицевы.

Пусть сигнал наблюдения у описывается уравнением

= (4

где К- числовая матрица передаточных коэффициентов системы измереш размерности лхл; <p(s) - Фурье-образ я-мерного вектора помехи, предела ляющен собой л-мерный центрированный случайный процесс с известньн матрицами спектральных и взаимных спектральных плотностей (s), S^ (

и

Пусть сигнал наблюдения преобразуется в коды и поступает на 3Bf Микропроцессор в системе выполняет роль регулятора, расположенного в о ратной связи объекта и имеющего искомую матрицу передаточных функш IV(z)размерности и* и(г- символ г- преобразования). Выходные сигнат микропроцессора поступают в цифро-аналоговые преобразователи, модсл! которых служит фиксатор нулевого порядка с матрицей передаточных функш

где Ет - единичная матрица размерности т > т\ Т- интервал квантования.

Задача состоит в том, чтобы выбором матрицы передаточных фунхц (V доставить минимум функционалу качества стабилизации и одновремен обеспечить физическую реализуемость замкнутой системы. Функционал 1 чесгва стабилизации запишем как

1б

" где и матрицы спектральных плотностей дискретных сигналов и ц; Л и с - весовые числовые положительно-определенная и неотрицательно-определенная матрицы размерностей лхл них т соответственно; 1г- след матрицы; ""'-знак транспонирования.

Задача выбора матриц передаточных функций iv аналогична ранее изложенной задаче синтеза оптимальной структуры системы стабилизации. Вве-' дем следующие обозначения

, /?/ =(Р-Щ'\ ^ = &{Р-М)~\ (45)

Х=&о = [р!{Еп,}>)-{ОпЛп)уо, (46)

# = ¿гУо = р7/ (■£„. о] ■ Р=РхК-\ (47)

РР? - МР? = £„, (48)

из которых следует, что две введенные патрицы передаточных функций замкнутой системы и Р? не являются независимыми и связаны уравнением (48). Зная эти матрицы, матрицу передаточных функций регулятора нетрудно найти по выражению

#=РЦ(Р1)~Х. (49)

Как варьируемую функцию в функционале качества (44) определим нат-рицу Р? и перепишем функционал в виде

(Е„

j I

Ч аК <50>

где Л = К»{ЛАГ"1; "*" - знак эрмитова сопряжения.

Задача ииннмизации функционала (50) решена с применением процедуры метода Винера-Колмогорова. Условие, обеспечивающее тождественное равенство нулю первой вариации функционала (50) и одновременную физическую реализуемость замкнутой системы, иаеег вид

' ; ; ; /Т (51)

где

матрица £>- результат факторизации матрицы = ; Г-

результат факторизации матрицы Г.Г = А/.Дг'л/>",Х/+ С; Лг0 + - результат сепарации матрицы

АГг у0 + ♦ лг. = г:1 аУ. А"1 л (£ „, ^ 41 д |.

Особенности матриц О и Г расположены внутри единичного круга на комплексной плоскости, матриц Д. и Г. • вне сто. Матрица Ы0 является полиномиальной, элементы матрицы - дробно-рациональные функции аргумента с полюсами только вну|ри единичною круга

Таким образом, задача сингепа оптимальной дискретной структуры системы стабилизации непрерывного объекта сведена к известной задаче синтеза непрерывною ре1уляюра. Полученный алгоритм позволяет непосредственно по исходной информации задачи составить оптимальную структуру и задать параметры роулятора на лтшах их аналитическою конструирования.

В диссертационной работе рассмотрены также друтие разновидности алгоритмов синтеза оптимальных структур систем стабилизации, отличающиеся отдельными моментами, удобными для постановок и решения той или иной конкретной научно-технической задачи. Алгоритмы анализа качества динамических систем являются органической составной частью приведенных алгоритмов синтеза. Анализ сложных систем весьма важен для выполнения таких этапов работ, как опенка качества (точности) рабош комплекса в конкретных эксплуатационных условиях, сравнения достижимых рубежей качества двух комплексов идентичного назначения, функционирующих в одинаковых эксплуатационных условиях, количественного определения меры влияния различных эксплуатационных условий работы на качество комплекса и т.п.

Таким образом, разработанные спектральные методы и алгоритмы структурной идентификации, синтеза и анализа сложных динамических объектов удобны для решения практических задач по созданию оптимальных структур систем управления имитаторами полета, другими многомерными инвариантными во времени динамическими объектами в частотной облает и составляют теоретическую базу предлагаемых наукоемких технологий для создания новых и модернизации существующих комплексов имитации полет и тренажеров.

Мегодолошя разработки технического предложения ш модернизацию управления комплексом имитации стохастически возмущаемого полет». Гхли осущеспшять на земле высокоточную имитацию возмущенного полета самолета или а;рокосмичсского аппарата, ю это позволит моделировать решения и при этом улучшать качество ряда ответственных задач полета, таких, как различные взаимодействия летательного аппарата с другими объектами, повышение эффективности автоматического и штурвального режимов управления полетом, оценивание на земле качества бортовых функциональных систем различного назначения, достигаемого в реальном полете и др. Особое значение точность имитации возмущенного полета имеет в задачах исследования функциональных и психофизиологических свойств членов экипажей аэрокосмических кораблей при количественном оценивании этих свойств. Высокоточную имитацию возмущенного аэрокосмического полета оказалось возможным осуществить на действующем имитаторе, который представляет собой четырех степенную центрнфуту, включающую макет кабины возвращаемого космического корабля, установленный в кардановом подвесе Кабина массой 4 I укреплена

на оси длиной 18 м. Общее количеств вращающихся масс - 380 т. Динамический комплекс имитации возмущенного аэрокосмнческого полета на базе центрифуги ЦФ-18 позволяет создавать рашонаправленные перегрузки, аналогичные воздействующим на организм космонавта от взлетало посадки в диапазоне от 0 до 30 е при соответствующих изменениях температуры, влажности, "высоты", газового состава. Причем во время тренировочных "пологов" в центр управления на визуальные средства и регистрирующую аппаратуру передается весь комплекс параметров, характеризующих функциональную деятельность как отдельных органов, так и всего организма космонавтов и их реакции в процессе выполнения штатной деятельности. В действующем составе имитатора все каналы управления угловыми движениями раздельны. В каждом канале имеется собственная система управления, точность работы которой в силу большой инерционности объектов управления и "жесткости" действующей обратной связи невысока.

Задача модернизации имитатора аэрокосмического полета возникла в связи с необходимостью повышения его характеристик при использовании для имитации возмущенного аэрокосмического полета на режимах от выведений корабля на орбиту до возвращения на Землю, а также для повышения точности воспроизведения про!раммных движений кабины при исследовании свойств пилота-оператора в процессе обучения навыкам функциональной деятельности. На кинематической схеме имнтагора, рис. 4 обозначены оси, вокруг которых осуществляются ;щижения. Ось 77. - ось вращения "вилки" I совместно с кольцом 2 карданова подвеса кабины 3. Ось УУ - направлена по оси вращения

кольца 2. Кабина вращается вокруг оси XX, четвертое движение осуществляется вращением стрелы 5 совместно с кардановым подвесом и кабиной с угловой скоростью О вокруг вертикальной оси опоры 4. Движение имитатора по каждому из каналов обеспечивается своей штатной СУ. Структурные схемы каналов управления (рис. 5) каждым из движений идентичны. Здесь приняты следующие обозначения: О • объект управления; ИД - исполнительный двигатель; ТГ - тахо-генератор; ДОС - датчик обратной связи; Ко - звено, ослабляющее ввод тахогенера-торной связи; КЗ* и КЗг - корректирующие звенья; УМ, Н • усилитель по мощности и напряжению; г- программный сигнал; у -возмущение, действующее на объект й процессе движения; п,ги ц, ■ помехи измерителей; о>п ■ сигнал рассогласования во внешнем контуре; и - электрические аналоги сигналов угловой скорости и углового положения объекта. Имелась возможность изменить лишь внешний контур (рис. 5) системы. Возможны выбор н установка

Рис 4 Кинема) ическая схема имиыюра а«ромч.мического полет

оптимальных звеньев коррекции в последовательной цепи внешнего контура перед звеном КЗ1 в цепи его ОС после ее датчика. На рис. 6 показана заданная часть комплекса как обобщенный объект управления.

КЗ,

ШЬН

ид

кп

со,

„ ДО-

ДОС

т=р4г о

№

ф.

тг

Рис. 5. Структурная схеыа канала управления движением имитатора полета

К ¡с 6. С^1кщоатывяаа!азадааюйчаш1а1сгемы утравшшядасшпташмиппора Под дшимнческт! проектированием понимают разработку научно обоснованных технических предложений по созданию оптимальных систем, выполненную в результате определенной последовательности работ: на физической уровне формулируется задача; составляется структурная схема проектируемой системы, выделяется заданная часть системы; проводится этап структурной идентификации моделей динамики заданной части системы и действующих на нее возмущений в ряде интересующих режимов функционирования (этап идентификации разбивается в свою очередь на ряд основных подэтапов); математически строго ставятся задачи синтеза и анализа; по результатам этапов идентификации динамики объектов управления, возмущения и динамической аттестации измерителей, используемых в системе, составляются модели динамических характеристик элементов заданной части системы (при отсутствии экспериментальных данных модели составляются по литературным источникам или физическим представлениям); разрабатываются (выбираются, из известных) алгоритмы синтеза и анализа системы, разрабатывается (используется готовое) программное обеспечение решения задачи на ЭВМ; на основе принятых алгоритмов синтеза и анализа и имеющихся в наличии пакетов прикладных программ выполняется синтез оптимальной структуры регулятора в системе; производится анализ качества оптимальной системы и исследуется его изменение и изменчивость параметров регулятора и системы в различных эксплуатационных ситуациях; анализируются поверхности наилучшего качества системы и значений

оптимальных параметров регулятора, построенных как функции вары:г.у.."-:с параметров, и усганавл!шается базовый вариант оптимальных у. г.т. яхора г системы (при необходимости разрабатывают алгоритмы и в структуру с:;сгемы вводят ко1пуры перестройки оптимальных параметров в згз::?:: 'остн от изменяемых эксплуатационных факторов); путем сравнения значений показателей качества проектируемой системы с требуемыми делается заключение о целесообразности проведения этапов основного проектирования и изготовления системы; при положительном заключении о такой целесообразности производят разработку принципиальных электрических схем и их реализацию.

Структурная идентификация моделей дштяжи ко!ггуроз стабилизации угловых скоростей в раздельных кагалах управлегпга 1Г.гита тором аэрокосмического полета га базе центрифуга ЦФ-18. Исходная информация о динамике заданной части модернизируемого имитатора полета получена на этапе структурной идентификации по алгоритму (12)-(18) и разработанному для его реализации программному обеспечению для раздельных каналов управления движениями имитатора вокруг осей XX, УУ, 72,. Исследовались последовательно три канала стабилизации угловых скоростей движений имитатора. Для оценивания возможного влияния нелинейных эффектов в каждой системе режимы движения ее контуров стабилизации угловой скорости по сигналам генератора "белого" шума выполнялись при малом, среднем и максимальном значениях сигналов а>0 в пределах рабочего диапазона изменения его величии. Для оценивания возможного влияния центробежных перегрузок на динамику объекта испыга-ния проводились при нулевой перегрузке, а также при ее значениях: 2g и 63. В процессе испытании каждый регистрируемый сигнал представлялся 104 точками, интервал их квантования - 0,033 с. Каждый фиксируемый объем точек засылался в память ЭВМ и по необходимости вызывался для проведения его первичной (определение спектральных характеристик) и вторичной (решение задачи идентификации) обработок. Этапы первичной и вторичной обработок сигналов каждого эксперимента выполнялись к одном временном блоке. Как результат обработки, на распечатку выводились спектральные и взаимные спектральные плотности сигналов выхода и управляемого входа объекта, ЛАЧХ и ЛФЧХ объекта по сигналу управления, спектральная плотность возмущения, приведенного к выходу объекта. Этап аппроксимации полученных графических представлений математическими выражениями выполнялся в диалоговом режиме с ЭВМ. Целесообразные, по мнению исследователей, модели (динамические характеристики) объекта н воздействия задавались, в ЭВМ, а затем изменялись и корректировались на Рис. 7. Результаты структурной дисплее до совпадения с высокой точностью 'идентификации (режим 0022.) экспериментальных и аналитических

зависимостей. При анализе представленных моделей нетрудно оценить силу влияния нелинейных эффектов и величины центробежной перегрузки на динамику объекта и возмущения. Пример распечатки 1рафических результатов решения задачи показан на рис.7. В табл. I как пример представлены полученные модели динамики объекта и возмущения в канале управления кабиной стенда.

Таблица I

Результаты структурной идентификации

Интенсивность входных сигналов - Канал управлении вилкой "2,"

Уровень центробежной перегрузки, %

0 | 2

Передаточная функция объекта (В/В)

низкая ' Г(') сглг = — Р(')

средняя сълг т3)=~в1>и Р{*)

максимальная солг = -

Спектральная платность неконтролируемого возмущенна (В'/е)

низкая волг сглг 0.19(0.411г ♦ 2 » 0,6 х 0.4* + Л Г

(о.3311 + 2«3х0.31*|)р(*) ' (0211!1 + 2 « 12« 021** ))?(*)

средняя со.гг 0^35(0.4!Х1 + 2*0.9»0.4х + |] (0.3г^ + 2х3х0.31*|)я(1) 2 -

максимальная С0.32 0.89(0.4 V + 2 * и » 0,41 * |) ¡025гг1 + 2*2* 0.2 V < ¡)р(;) 1 -

Р(з) = (0.1 Ъ +1 )(0,055 + 1)(0.041 + 1 )(0,03* + 1)

Составлены аналитические модели динамики частей системы подвижности, располагаемых во внешнем (позиционном) контуре, как объектов управления, а также возмущений, имеющих место в конкретных эксплуатационных режимах работы. Эти модели полагалось использовать при синтезе оптимальной СУ движениями стенда. Анализ моделей, полученных по результатам идентификации, позволяет сделать заключение.о линеаризуемое™ изучаемых объектов и возможности постановок линейных задач синтеза оптимальных СУ.

Синтез оптимальной системы управления ина.юм движения ими та юра со сравнительным анализом ее качества. Динамические характеристики обьеюа управления и возмущения в каждом из каналов управления движением стенда

составлены по результатам структурной идентификации моделей динамики эгкх каналов. Динамические характеристики объекта и возмущения каждого мз каналов идентичны, объекты управления практически линейны. Объект управления включает в себя контур управления скоростью движения по нлгет»ее,тощей координате плюс "идеальное" интегрирующее'звено, исполь-уеное для учета угловою перемещения объекта. Движение базового варианта объекта при раздельном поканальноы управлении описывалось дифференциальным уравнением вида

Р\ (*)*(*) = Щ (*)«"*«(*) + Ч>\ ('). (52)

где дг(л) - Фурье-образ сигнала выходной реакции объекта, - Фурье-образ сигналов управления, - Фурье-образ сигнала возмущения, представляю-

щего собой случайный стационарный центрированный процесс с известной спектральной плотностью.

Структурная схема системы оптимального управления движением многомерного стенда представлена на рис. 8. Здесь выделены объект управления (ОУ) и структура оптимальной системы коррекции управления СК, состоящей из двух частей, передаточные функции Щ и 1У2 которых должны быть выбраны как результат синтеза. Объект управления включает коптур управления угловой скоростью и интегратор. Задалчик программных сигналов г обозначен матрицей коэффициентов передачи - К| , датчик сигналов ОС - матрицей Кг (датчики и задатчики сигналов реализованы сельсинными парами). На схеме помеха <р, возникающая в сельсинных парах, условно разделена на помехи щ и р2 (р, и <р2 - векторы соответствующих размерностей).

Основные результаты динамического проектирования дополнительных корректирующих устройств. Выбор оптимальных структур корректирующих устройств в каналах управления движением стенда проведен на базе алгоритма синтеза, представленного выражениями (37)-(40), с помощью разработанных вычислительных алгоритмов и пакета прикладных программ решения на ПЭВМ задач синтеза и анализа, описанных ране«, Для удобства вычислений введен ряд варьируемых параметров: весовой коэффициент С - Л в функционале качества вида (35) (изменялся з диапазоне величин 10"° - 10°); отношение среднеквадратических значении возмущения и программы у2-а^1ст1

(изменялось в диапазоне величин 10"2 - 102); отношение среднеквадратических

значений помехи и программного сигнала -сг2 I о2г (изменялось в диапазоне величин от 0, а(10~9 - 10~б), где а=1017,4). В области определения введенных варьируемых параметров вначале произведен на ПЭВМ синтез тех оптимальных передаточных функций замкнутой системы, которые необходимы для оценивания изменения минимальных значений функционала замкнутой системы в функции варьируемых параметров. После установления указанных передаточных функций производилось вычисление минимальных значений функционала в заданных условиях эксплуатации (на области определения варьируемых параметров). По результатам вычислений составлены таблицы 2 и 3 изменений дисперсий, средиеквадратических значений предельных величин сигналов ошибки^ к управления и, минимальные значения функционала системы в области определения параметров Я, у? и у . Анализ результатов, приведенных в таблицах, позволил существенно сузить требуемую область определения параметров Я и у2 и уже на уточненной области определения составить базовые оптимальные передаточные функции замкнутой системы и Корректирующего устройства >^х1> -^х»^»^)- Остальные передаточные функции замк-

нутой системы связаны с составленными следующими уравнениями: •

Таблица 2

Изменение дисперсий, среднеквадратических значений, предельных величин сигналов ошибки е и управления и, показателя качества системы от

Я и у = а^ I аг - при а/?2 = <у9 / ае = аЮ"7

№ X У2 е,, «Г.. Зст„ ец, СТщ ЗСТц, е,

град.2 град. град вг В в град.2

1 72=10-2 1,475 1,214 3,643 0,899 0,948 2,844 2,374

2 у2=10° 1,482 1,218 3,653 0,902 0,950 2,849 2,384

3 у2=ю: 2,074 1,440 4,320 1,177 1,085 3,255. 3,251

4 у2=Ю-2 0,422 0,649 1,948 12,83 3,581 10,744 0,550

5 Х=10 2 Т2=10о 0,4244 0,6514 1,954 12,30 3,590 10,770 0,5534

6 у2=102 0,560 0,749 2,246 20,13 4,487 13,459 0,7616

7 у-=10-г 0,202 0,459 1,378 325,31 18,04 54,11 0,2434

8 Л=10'4 у2=10° 0,216 0,4605 1,381 328,05 18,112 54,331 0,2448

9 у2-ю: 0,236 0,4856 1,457 470,30 21,68 65,059 0,2829

Тг йицз 3

Изменение дисперсий, среднеквадратических значений, пр^иельич;: :елнчин сигналов ошибки £ и управления и, показателя качества < :'стемы

отр=о„1ог при Л = 1<Г2, у = 1,0

№ оф2 е., град.2 град Зо5, град Вг СГи, В Зси, В ей, град.2

1 10 1,252 1,118 3,356 18,36 4,28 12,86 1,435

2 10 0,4244 0,6514 1,954 12,90 3,59 10,77 0,5534

3 10 0,167 0,4087 1,226 8,76 2,959 8,879 0,2547

4 10 0,0826 0,287 0,863 6,427 2,53 7,606 0,1469

Из анализа таблиц и графических зависимостей видно, что в оптимальном замкнутом канале слежения за программными сигналами имеются следующие особенности:

• в тракте "возмущение-управление" вырабатываемые для компенсации возмущения сигналы управления эффективны в полосе частот от 0 до 4-5 Гц при существенной интенсивности возмущения (у >)), а при малых интенсивносгях

возмущения (у = 10~2) оказываются достаточными полосы пропускания частот до 0,5 Гц;

• характеристики тракта "программа-управление" существенно изменяются с изменением интенсивности помех, причем при коэффициенте у2 порядка 10, коэффициенты передачи тракта в районе частот среза системы могут достигать величин 70-120; полосы пропускания частот програм много сигнала в отдельных случаях имеют величины 7-8 Гц (при отсутствии помех и возмущении типа "белого" шума полоса пропускания еще выше);

• в тракте "возмущение-выход" в зависимости от интенсивности помех возмущение подавляется системой на два-три порядка, возмущение несколько сильнее ощущается лишь в частотном диапазоне 0,4-0,7 Гц;

• полоса пропускания частот тракта "программа-выход" в зависимости от интенсивности помех и возмущений изменяется в диапазонах от 0-1,5 Гц до 0-0,5 Гц, во всех вариантах коэффициент передачи тракта весьма близок к 1,0.

• Анализ качества и исследование оптимального канала управления движе-1шем стенда. Для исследования изменения показателя качества и его составляющих в оптимальном канале управления при случайных возмущениях и помехах вначале использованы данные, приведенные в вышеуказанных таблицах. На основании этих данных построены и показаны на рис. 9 поверхности минимальных дисперсий ошибки системы ее^(/}г,А) и сигнала управления

(уЗ2,Я.) в области определения варьируемых параметров /?2 и X (левая -ее, правая - еи). С уменьшением коэффициента X минимальная дисперсия ошибки е€ резко уменьшается, а минимальная дисперсия сигнала управления

еи - резко возрастает. С уменьшением интенсивности помехи обе поверхности спадают, а поверхность ее спадает интенсивно.

Линия пересечения поверхностей указывает оптимальный параметр ЯОП7, который в области определения параметров р2 и у2 равен Яопт_=1(Г2. На рис. 10 показаны изменения поверхностей минимальных дисперсий ес и е^

(нижняя - ес) при Лопт на области опре-

у 2

деления параметров Р и у , а на рис. 11 представлена, поверхность максимального качества (минимальной величины значения функционала) на облает;: определения параметров р1 и у2. Из рис. 9 и 10 видно, что все перечисленные поверхности спадают с уменьшением иитенсивностей помех и возмущения.

Очевидно, что от условий эксплуатации могут существенно зависеть и значения параметров как оптимальной коррекции (структура коррекции неизменна), так и оптимальные параметры замкнутого контура управления. На рис. 12 построены, например, поверхности оптимальных коэффициентов передачи К01 и К§2 ^ передаточных функциях Щ и Щ двух частей коррекции, зависящие от изменения

параметров р2 и у2 (эксплуатационной ситуации). В области определения варьируемых параметров оба коэффициента передачи растут с уменьшением ип-тенашностей помехи и возмущения (диапазон изменения коэффициента Ка от 4 до 84, коэффициента К^ от НО до 1700). На рис. 13 для примера приведена поверхность оптимального коэффициента передачи передаточной функции

У У

на области определения варьируемых параметров Р ну , С уменьшением интенсивности помех и возмущения коэффициент передачи К^ изменяется в

диапазоне 1 • КГ2 до 6-10"4. Другие коэффициенты передачи в передаточных функциях замкнутого оптимального контура управления меняются в области определения варьируемых параметров существенно меньше.

Таким образом, в процессе динамического проектирования оптимальных СУ (слежения) еще на этапе предэскизного проектирования становятся изве стнымн оптимальные структура н параметры регулятора замкнутой системы,

Рис. 9. Пов^хпости минимальных дащхий ошисяш системы еБ

и сигнала управления еи{р ,Я)

Рис. 12. Поверхности оптимальных коэффициентов передачи Kot и К^

Рис. 13. Поверхность остального коэф4»покзяа nqxjçrm foiMf« Fp

предельно достижимые рубежи качества системы, а также характер изменения параметров и показателей качества системы от условий ее эксплуатации. Если эти сведения закладывать в память ЭВМ, управляющей системой, то можно создать адаптивную оптимальную систему, с помощью которой обеспечивается наивысшая достижимая точность слежения.

Сравшггсльшя эффективность оптимального и штатного каналов управлемш движением имитатора. Для сравнения эффективности разрабатываемого оптимального и штатного каналов управления движением произведены следующие исследования. Для сравнения поведения обоих каналов при случайных воздействиях по алгоритмам анализа и разработанного программного обеспечения этой задачи определены дисперсии, среднеквадратические и предельные значения сигналов ошибки и управления в канале, а также величину показателя качества вида е = + Хеи, при у2 -I, а/?2 = Ю~7 и Л = 10"2. Результаты вычислений сведены в табл. 4. В эту же таблицу сведены результаты оценок качества оптимального канала управления, а также оценки сравнения эффективности обеих каналов.

Таблица 4

Ддакра^срщдафалршмчеасюн прсдгпыьлзначави сигналов ошибки нуправлзшя

Штатный Оптималь- Штатный Оптималь-

Величины канал ный канал Величины канал ный канал

е,, град2 112,3 0,424 ..........- , - е, град.2 112,3 0,553

оЕ, град. 10,6 0,651 е,ш/е„о - - 264,9

За», грац 32,9 1,954 ст,ш/а,о 16,3

е,1, В! 0,35 12,90 . еио/вцш 36,83 -

Ои, В 0,59 3,59 Оио/ОиШ 6,1 -

За«, В 1,8 10,77 ■ ед/ео ■ - - * 203

Анализ данных табл. 4 наглядно показывает, что оптимальный канал при случайных воздействиях (именно при таких воздействиях проведен синтез оптимальной коррекции управления) за счет больших затрат управления

I еи= Зб,83| обеспечивает весьма существенный выигрыш в точности

а^ =16,3) ив общем качестве (¿/«0 = 203).

Проведена оценка реакций обоих сравниваемых каналов на детерминированные воздействия (программные сигналы - единичные и гармонические с частотой / = 0,7Гц; возмущения и помехи - ¿-функции). Переходные процессы', вызываемые детерминированными возмущениями и помехами, В оптимальном канале протекают примерно в два раза быстрее, чем в штатном. Ослабление возмущения в оптимальном канале на порядок более сильное, чем в штатном. Длительность переходного процесса в штатном канале в 5 раз протяженнее, чем в оптимальном. На рис! 14 и 15 приведены осциллограммы реакций штатного н модернизированного оптимального каналов управления движением стенда на

случайный и детерминированный программные' сигналы, почтенные при проведении межведомственных испытаний.

Величина СКО воспроизведения программного случайного сигнала при штатной системе управления кабиной е1 =1,2°; при использовании корректирующего устройства е2 = 0,677*. СКО уменьшилась в 1,78 раз. Величина запаздывания при детершшнрованиом программном сигнале типа трапеции составила: при штатной системе управления кабиной т1 = 13 с; при использовании корректирующего устройства т2 =0,15 с. Запаздывание уменьшилось в 8,6 раза.

Результаты сгаггюа оптимальной многомерной системы управления подвижностью комплекса имитации. Синтез оптимальной структуры системы управления многомерным имитатором, также проведенный в процессе диссертационных исследований, подтвердил следующие базовые положения. Основные результаты многомерного синтеза аналогичны достигнутым при поханаль-ном оптимальном синтезе системы управления подвижностью имитатора. В частности, идентичны такие моменты, как влияние возмущающих факторов имитирующего движения на хачесгво многомерной и покапали юл систем

управления. Найденные оптимальные структуры многомерного управления объектом достаточно прозрачны и не представляют сложностей в их реализации, хотя н требуют новых конструктивных решений и больших затрат средств на их реализацию. Главный момент, определяющий эффект от реализации многомерного оптимального управления подвижностью, состоит в том, что в этом случае предельные рубежи достижимого показателя общего качества всего лишь на 7-10% выше, а точностной показатель качества на 35-40% выше чем такие же, достигнутые при оптимальном поканалыюм управлении. Сравнительная эффективность каналов приведена в таблице 5.

Таблица 5

Сравнительная эффективность управлений

Штат- Поканаль Многомер Штат- Поканаль Многоме

Величины ное пос опти- нос опти- Величины ное нос опти- рпое оп-

управ- мальное мальное управ- мальное тимально

ление (Ш) унраилс-цие(О) управление (МО) ление (Д) управление (О) еуправ- ле-иис (МО)

Се, град.2 215,6 4,6 3,33 <твшхт»мо 8,06

с0, град. 14,68 2,14 1,82 0иМ0/СиШ 3,6

ей. В* 1,56 18,5 19,6 сао/ов МО 1,18

0и,Ь 1,24 4,3 4,43 оимо/сгио 1,03

е, град.2 217,16 23,1 22,93 еш/ео 9,41

0,ШАТво 6,8 еш/е мо 9,48

СТио/СиШ 3,46

Таким образом, при оптимальных поканапьном и многомерном управлении подвижностью значения показателей качества имитации на порядок превышают рубежи показателей качества при штатном управлении и , следовательно, такая модернизация целесообразна. Даже в поканальнои варианте достижимое качество превышает действующие точностные требования на процессы имитации. Если же точностью требования на качество имитации возрастут, то придется идти на дополнительные затраты средств для реализации многомерного оптимального управления.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Сформулированы комплексная научно-техническая проблема оптимальной модернизации управления авиационными и космическими имитаторами полета и тренажерами и ее составляющие; определены основные пути их решения, а также содержание, методологии проведения и последовательности выполнения определяющих этапов решения проблем. В свою очередь сформулированная комплексная проблема является частью известной научной проблемы максимизации точности управления подвижными объектами.

2. Сформулирована, поставлена, решена и реализована на уникальном имитаторе аэрокосмического полета научно-техническая проблема оптимальной модернизации управления подвижностью в существующих комплексах

имитации как одна из главных составляющих' сформул1;р'::,~-,..оц выше комплексной проблемы.

3. Разработаны подход и наукоемкие технологии, позволяющие эффективно (без непроизводительных затрат времени и больших средств) создавать оптимальные новые и модифицировать'существующие подвижные комплексы, в которых гарантируется достижение на практике наивысших рубежей их качества в рс.'.-ьных стохастических условиях эксплуатации.

4. Отличительная особенность разработанных спектральных алгоритмов, составляющих теоретическую базу предлагаемого подхода, состоит в топ, что с одной стороны они научно обоснованы и строга, а с другой - достаточно прозрачны и просты для использования инженерно-техническими работниками в практической деятельное™, для возможностей содержательной постановки реальных задач создания сложной наукоемкой техники, для достижения наивысших рубежей качества процессов стабилизации.

5. С целью систематического сбора и обработки исходной информации о динамических моделях заданной части проектируемых (модернизируемых) комплексов предложены наукоемкие технологии процессов структурной идентификации комплексов и их частей, а также методология и пути создания средств имитации с высшим качеством реальных движений исследуемых подвижных объектов.

6. В процессе выполнения диссертационных исследований получены следующие результаты:

•разработаны методология н наукоемкие технологии для Процессов создания (модернизации) подвижных комплексов имитации, обеспечивающих достижение наивысших рубежей качества (точности) их фунхционировашш; •в процессе опьггно-консгрукторских работ по модернизации уникального имитатора аэрокосмнческого полета экспериментальным путем доказана высокая эффективность разработанного подхода при создании оптимальных динамических систем и возможность создания конкурентоспособных систем такого класса в условиях отечественного производства;

•как следует из результатов межведомственных испытаний системы подвгок-ности имитатора аэрокосмического полета со штатной и синтезированной оптимальной системами управления разработанный подход в некоторых случаях позволяет превзойти качество сложных динамических комплексов, построенных по западным технологиям, на порядок;

• показано, что научно обоснованные методология и технологии создания сложных динамических комплексов позволяют сводить влияние многих существенных нелинейносген в объекте к минимуму и успешно нейтрализовать большие временные запаздывания в обобщенном объекте;

•показано, что требуемые научно обоснованные постановки, идеализация и решение задач, направленных, на создание весьма сложных технических систем - основа эффективного процесса создания таких систем при большой экономии средств и сокращении сроков ее создания;

• результаты моделирования на ЭВМ процессов имитации, использующего модели динамики имитатора в целом, его частей и сигналов, полу ¡¡ые по

результатам их структурной идентификации, оказались адекватными результатам натурных испытаний имитатора со штатными и оптимальными законами управления, что, во-первых, подтвердило эффективность разработанных алгоритмов идентификации и, во-вторых, позволило не проводить ряд дорогостоящих натурных экспериментов на UMirnrrope, а воспользоваться результатами моделирования;

• предложсиные наукоемкие технологии структурной идентификации могут составить теоретическую базу для проведения научно-технической экспертизы качества сложных изделий новой авиационной и космической техники на различных этапах ее создания;

» показаны необходимость н возможность рсализашы систематического сбора и обработки стохастической информация о динамических характеристиках всех прототипов перспективных систем и комплексов имитации, воздействий на них и помех измерителей, возникающих в штатных или близких к ним и цитируемых режимах движения, необходимость создания и постоянного пополшшя банка данных указанных моделей динамики и систематической их коррекции.

Оаишы; результаты докхсртадз! опублхпгойаны в следующих работах:

1. Азарсков В.Н. Методология оптимальной модификации управления аэрокос-мическиыи имитаторами полета и тренажерами. - К.: КМУГА, 1996.-229 с.

2. Азарсков В.Н., Туник A.A. Пуш совершенствования и оптимизации пилотажно-навигационных комплексов и систем управления полетом. - К, 1929.-24с

3. Азарсков В.Н., Елохин Л.Н. Задача оптимальных оценок свойств линейного динамического объекта при неполной исходной информации // Сложные системы управления,- К.: ИК АН УССР, 1978.С. 28-34. .

4. Азарсков В.Н., Елохин Л.Н. Об одной задаче аналитического конструирования регуляторов // Кибернетика и вычислительная техника.-1981.-Вып. 51.- С. 59-61.

5. Азарсков В.Н., Елохин Л.Н., Туник АА. Структурная идентификация линейных стационарных динамических систем при случайных воздействиях // Электронное моделирование. -1985.- Вып. 5.- С.39-42.

6. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Бурдин Б.В., Воронин Л.И. Модель восприятия пилотом возмущенного углового движения кабины как часть его информационной модели //Космическая биология и авиакосмическая медицина.-М., 1991. - №6. - С.14-17.

7. Азаржов В.Н. Идентификация динамики самолета - основа его сертификации и коррекции управления полетом // Труды Всесоюзной НТК, посвященной 60-летню Аэрофлота "Проблемы повышения эффективности воздушного транспорта в народном хозяйстве". - М.: МИИГА, - 1983. - С. 145-149.

8. Азарсков В.Н., Елохин Л.Н. Алгоритм определения динамических свойств пилота и ремнанты по данным летного эксперимента // Летная деятельность экипажей воздушных судов.-Л.:ОЛАГА, 1983. - С. 73-78.

9. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н. К вопросу оптимизации точности тренажеров с системой подвижности // Эргономические вопросы тренировки и подготовки операторов,- К.: КНИГА, 1983,- C.6S-73.

!0. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Бурдин Б.В. Идентификация диитулсл стенда полунатурного моделирования при случайных воздействиях II Моделирование полета и идентификация математических моделей ВС.-К.: КНИГА.-1985.-С. 23-29. JI. Азарсков В.Н. Синтез оптимальной непроизвольной коррекции бортовых дзмернтельных комплексов Н Теория и практика применения и conqmienciuo-зания авиационного оборудования. - М.: МИИГА. -1985. - С. 31-36. '2. Лларсков В.Н., Блохин Л.Н., Бурдин Б.В., Корпев В.И., Кущш И.И. Оптимальная оценка состояния многокомпонентного измерителя ускорений в комплексах имитации полета // XJY Гагаринские научные чтения по космонавтике и авиа-ции.-М.: Наука, 1985,- C.82-S3.

¡3. Азарсков В.Н., Крнвоносепко А.П., Косток М.Ю. Определение динамических характеристик навигационных сигналов по данным летных испытаний // Моделирование полета в задачах эксплуатации воздушных судов гражданской азиашш. - К.: КНИГА. - 1985. - С. 62-68."

14. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Осадчий С.И. Структурная идентификация динамического стенда имитатора полета при регулярных движениях //XIII Гагарин-ские научные чтения по космонавтике и авиации.-М.¡Наука, 1985,- С.73-75.

15. Азарсков В.Н. Блохин Л. Н., Туник А А. Методы BnnqioBcxoit фильтрации и оптимального синтеза в задачах совершенствоваши летной эксплуатации ВС ГА II Моделирование полета и идентификация математических моделей ВС.- К.: Знание. - 1985.- С. 43-47.

16. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Сапрыкин А.П., Туник АА Синтез оптимальных структур систем управления подвижными имитаторами полета и тренажерами II Моделирование авиационных и космических систе1и-М.:Ня>к1,1935.-С.81-85,ДСП.

17. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Косток М.Ю. Алгоритм и результаты идентификации модели 3-х степенного динамического стенда при регулярных сигналах II Сб. докл. III НТК "Идентификация моделей движения ЛА..-Жуковскнй.-193б.-С.65-67, ДСП.

13. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Бурдин Б.В. Синтез оптимальной структуры управления стендом для воспроизведения аксслсрационных ощущений при детерминированном дшгжении JIA И Сб. дока Ш НТК "Идентификация моделей движения ЛА",- Жуковский, ЛИИ. -1986. - С.72-74, ДСП.

19. Азарсков D.H., Блохин Л.Н. Особенности воспроизведения акселерацнонной обстановки полета при имитационном моделировании // Обеспечение безопасности полетов в особых случаях полета,- К.: КНИГА,- 1986.- С. 91-97.

20. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Бурдин Б.В. Метод и алгоритм идентификации динамического стенда ЦФ-18 при стохастических входных сигналах // XV Гагаринские научные чтения по космонавтике и авиации.-М.: Наука, 1986,- С. 63-68.

21. Азарсков В.Н., Коскж М.Ю. Алгоритм синтеза оптимальной многомерной системы управления динамическим стендом для воспроизведения угловых движений ВС II Моделирование полета воздушных судов ГА.-К:КНИГА-1986.- C.8-IS3.

22. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Тут иск АА Алгоритм синтеза оптимальной структуры системы стабилизации стенда-генератора заданных пространственных случайных движений // Сб. докл. Всесоюзной НТК "Моделирование-87".-Кишн-нев. -1987.-С. 114-119, ДСП.

23. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Жигулин Ю.М. Задача идентификации ивопокерного управляемого объекта с произвольной динамикой // Автоматизация процессов ТО и ремонта АОВС.-К.: КНИГА. -1988.- С. 101-106.

24. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Коаок МЛО., Тупик АА Дискретный алгоритм сшггеза оптимальной структуры стохастического управления стендом имитатором подвижного объекта /I Вопросы кибернетики.-М.: Наука.- 1988.- С. 100-109.

25. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Туник АА. Синтез оптимальных дискретных систем угловой стабилизации ЛА // Оптимизация управления летательными аппаратами и их системаии.-М.: МАИ. - 1988.- С. 54-60.

26. Азарсков В.Н. Алгоритм структурной идентификации дипамшш стенда-имитатора полета // Вопросы совершенствования информационно-измерительных и управляющих систем воздушных с;дов. - К.: КИИГА.-1989. - С.98-102.

27. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Белан В.В. Методы, алгоритмические и аппаратные средства идентификации многостепенных динамических испытательных стендов //Автоматизация исследования, проектирования и испытаний сложных технических систем .-Калуга, 1989,-С. 232-233.

28. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Тупик АА. Цифровые комплексы полунатурного моделирования для испытания бортовых систем управления полетом и навигации ВС II Автоматизация исследования, проектирования и испытаний сложных технических систем. - Калуга: МВТУ, 1939.- С. 231-232.

29. Азарсков В.Н., Туник АА,, Белан В.В. Синтез дискретных систем управления при неустойчивых и нейтральных объектах II XVIII Гагаринские научные чтения по космонавтике и авиации.- М.: Наука, 1989.- С. 108.

30. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Туник АА. Комплексирование бортовых измерителей в замкнугых и разомкнутых системах II Труды Третьего Всесоюзного со • вещания по проблеме "Коиндексирование бортовых систем и новая информационная технология.-Л.: ЛИАП. -1990. - СЛ18-220, ДСП.

31. Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Держак С.В., Мухин Е.Г. Модернизация динамики рулевого привода по данным эксперимента II Вопросы повышения эффективности и качества систем управления полетом и навигации воздушных судов. - К.: КНИГА. - 1990. - С. 97-104.

32. Азарсков В.Н. Оптимальная система управления имитатора возмущенного стохастического движения ЛА II XXI Гагаринские научные чтения по космонавтике и авиации.-М.: Наука, 1992.- С. 82-S5.

33. Блохин Л.Н., Азарсков В.Н., Держак СБ. Результаты оптимальной модификации управления уникальным ишгтаторон аэрокосмического полета II Труды I Украинской конференции по автоматическому управлению "Автоматика-94".-К.: КПИ.- 1994. - С. 340.

34. Азарсков В.Н., Держак С.В., Савинов АН. Методология и результаты структурной ндеетифшеации моделей динаншеи систем подвижности действующих авиационных тренажеров //Труды Второй Украинской конференции по автоматическому управлению "Автоматнка-95". -Том 2. - Львов: ФМИ.- 1995. - С. 4.

35. Азарсков В.Н., Держак С.В., Савине® АН. Методология оптимальной модификации системы управления подвижностью имитатора полета II Труды Третьей

украинской конференции по авто иаппеско :лу ■ управлеш.. .> '/и>тоиагика-96*.-Том 2. - Севастополь, СПУ. - 1996. - С. 97.

35. Азарсков В.Н. Методика и спектральный алгоритм идентификации неделей динамики блока датчиков стохастически возиущаеиых объектов // Труды I НПК "Современная хо1ггролысо-ксгя>тагеяъная техника промышленных изделий и их сертификация".- Том 2. - К. - 1997. - С.162-165.

37. A.c. 279333 СССР, МКИ gg9. Способ определения положения систем подвижности сгегщов-ишгпггороз полета / B.IL Азарсков, JIH. Блохии, Б.В. Бурягш, М.Ю.Кссюк(ОССР).-Зарег. 01.03.88, Приоритет 27.10.86, ДСП. 33. A.c. 1713374 СССР, МКИ G09 B9/C5/G01M7. Способ ишгсщин возмущенного стохастического движения подшпшсго объекта / Л.Н. Блсхин, В.Н. Азгрсхоя, B.D. Белзн, MIO. Коскж, АА Туник, Ю.Н. Глазков, В.И. Ролсхосгеепскш, B.K. Воро-бгез, Б.В. Бурзгш(СССР).- Заявлено 03.07.S9; Опубл. 15.11.9!, Бюл. № 27. 39. Азарсков В.Н., Кривоносекхо А.П., Кондратьев H.A. Методика формирования навигационной информации для имитации динамики полета в условиях аяиапредпрпяткй // Материалы Всесоюзной НТК "Совершенствование технологических процессов ремонта авиационной техники на заводах гражданской авиации. - М.: ВГПО "Авиаремонт". - 19S4 . - С. 101-102. ДСП. ■10. Тушк A.A., Блохии JI.H., Азарскоз В.Н. Имитация динамики полета при пепьгпншях гироприборов в условиях авиаремонтного производства II Материалы Всесоюзной НТК "Совершенствование технологических процессов ремонта авиационной техники на заводах ГА".- Том 1. -М.: ВГПО, "Авиаремонт". -19SS.-С. 151-156. ДСП.

41. Азарсков В.Н., Блохии Л.Н., Туник АА. Методы синтеза и задачи стохастической стабилизации ЛА //Тез.докл. II Всесогшюй школы-семинара по динамике, управлению полетом и исследованию операций ЛА-М.:МАИ.-1987.-С. 84-86, ДОХ

42. Азарсков В.Н., Блохии Л.Н., Туник АА. Синтез оптимального цифрового управления многомерным стендом-имотатором движений ЛА // Тез. докл. Всесоюзной конференции "Имитационное моделирование сложных снсгеи".-Пенза,- 1987,- С. 32-34, ДСП.

43. Азарассв В.Н., Блохии Л.Н., Бурдин Б.В., Держак C.B. Структурная идентнфи-кация динамики стенда-имитатора полета КЛА // Техджл ВНТК "Научно-ютича-aaifi прогресс и эксплуатация воздушного транспорта",- М.:ШИГА. -1 £90,-G90-92

44. Тунш< А А, Азарсков В.Н., Белан В.В. Расчет и аппаратурная реализация микропроцессорных систем управления многомерными подвижными объектами I/ Тез.докл. Всесоюзной НТК "Проблемы развития АСУ и информационных услуг в новых условиях хозяйствования",- Ч. II. - Душа1Йе:.ТапжикНИИШ'И-1989.-С117-118.

45. Азарсков В.Н., Блохии Л.Н., Бурдин Б.В. Методика определения модели воспроизведения пилотом-оператором акселерационной информации //Тез. докл. III Всесоюзной НТК "Тренажеры и компьютеризация профессиональной подго-товки".-М.:ОНТЦ. -1991,- С.62-64.

46. Азарсков В.Н., Держак C.B., Кривоносенко АП., Шайгарданов P.C. Структурная идентификация модели динамики многомерного стенда-иннтатора возмущенного полета и ее результаты // Тез. докл. Всесоюзной НТК "Системы управления, следящие приводы и их элементы".-М.: Инфорытехника. -1991.- С.17-19.

47. Блохин Л.Н., Азарсков В.Н. Вопросы совершенствования подвижных тренажеров И Тез. докл. III Всесоюзной НТК "Тренажеры и компьютеризация профессиональной подготовки".-!;!,: ОНТЦ. - 1991.- С.205-207.

48. Блохин Л.Н., Азарсков В.Н., Бурдин Б.В., Держак C.B. Задача модификаций управления стендом-имитатором с целью высокоточного воспроизведения динамики возмущенного полета ЛА II Тes.даш. Всеажиюй НТК "Системы управления, следящие приводы и их элементы".-М.: Инфоритехника. -1991,-С21-22,ДСГ1

49. Блохин Л.Н., Держак C.B., Кривоносенко А.П., Азарсков В.Н. Идентификация динамики подвижного стенда // Тез. докл. ВНТК "Идентификация, измерение характеристик и имитация случайных а1Пшка".-Но1юа!бнра:,СШШМ. - 1$)I.-C.27S-2S0.

50. Блохин Л.Н., Азарсков В.Н., Бурдин Б.В. Модернизация многомерных стендов, имитирующих возмущенный полет при испытаниях гироскопических систем //Тез. докл. Всероссийской НТК "Гироскопические системы и их элементы".-Саратов, СПИ. -1992,- С. 104-1 Об, ДСП.

51. Азарсков В.Н. Задача синтеза модели сложного стохастического динамического объекта // Тез.докл. II Международной НТК "Методы управления системной эффективностью функционирования электрифицированных и пплотажпо-навигационных комплексов". - К..-КНИГА- I99J.-C. 42.

52. Блохин Л.Н., Азарачов В.Н. Методология разработок технических предложений на создание оптимальных систем стабилизации высокоточных подвижных объектов с учетом стохастических эксплуатационных воздействий II Тез. докл. Отчетной НТК КНИГА за 1993 год. - К.: КНИГА. -1994. - С. 56-57.

53. Блохин Л.Н. Азарсков В.Н., Держак C.B. и др. Оптимальная модификация управления имитатор о и аэрокосмического полета по результатам структурной идентификации его динамики Л Сб. докл. Международного симпозиума "Летные испытания самолетов".- М.: ЦАГИ- 1993. -'С.117-121, ДСП.

54. Азарсков В.Н. Методология и алгоритмы определения моделей динамики многомерных подвижных объектов в штатных режимах движения II Тез.докл. III Международной НТК "Аэроназигацня-94". - К.: КНИГА. - 1994.- С. 82.

55. Азарсков В.Н. Оптимальная модификация действующих подвижных имитаторов движения и тренажеров II Тез. докл. И НТК "Проблемы и перспективы развития судостроения в Украине".-Николаев. - 1994,- С. 73-75, ДСП.

56. Блохин Л.Н., Азарсков В.Н. Результаты синтеза оптимальной структуры систем управления стендом-генератором возмущенных движений подвижного объекта II Тез. докл. Отчетной НТК научных коллективов университета за 19S4 год. -К.: КМУГА -1995. - С. 66-67. . '

57. Блохин Л.Н., Азарсков В.Н., Глазунов И.Е. Динамическая аттестация бортовых кибернетических комплексов // Тез. докл. III Международной НТК "Авионика"-95. - К.: КНИГА. -1995,- С. 51-52.

58. Азарсков В.М. Методолопя оптимально'! модернпацн снстеми керування ¡мггатором aepokocmiyhoro польоту // Тез. доп. XVI 3bïthoï НТК ушверситяу за 1995 piK.-К.: КМУГА -1996. - С.64.

59. Азарсков В.Н. Методы синтеза оптимальных многомерных систем управления подвижностью авиакосмических тренажеров // Тез. докл. Международной НТК "Аэронавигация-96".-К.: КМУГА. - 1996.-С.97. .