автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Синтез оптимального наблюдателя отклонений ЛА от траектории полета для задач обнаружения визуальных ориентиров



МИНИСТЕРСТВО ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ КИЕВСКИЙ ОРДША ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРШ ГРАДЦШрКОЙ АВИАЦИИ

ИМЕНИ 60-ЛЕТИЯ СССР

На правах рукописи

Для служебного пользования

Экэ.» /О

РУДШ ГРИГОРИЯ ИВАНОВИЧ

УДК 629.735.05.063

СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНОГО НАБВДАТЕЛЯ ОТКЛОНЕНИЙ ЛА ОТ ТРАЕКТОРИИ ПОЛЕТА ДЛЯ ЗАДАЧ ОБНАРУЖЕНИЯ ВИЗУАЛЬНЫХ ОРИЕНТИРОВ

Специальность 05.13.01 - Управление в технических системах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев-1991

Работа выполнена на кафедре авиационных приборов, измори тельник систем и ыетрологии Киевского ордена Трудового

Красного Знамени института инженеров гражданской авиации имени 60-лотил СССР

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Л.Н.Бяохкн Официальные оппоненты -

доктор технических наук, профессор А.В.Кудкнокхо

кандидат технических наук Ю.М.Еигулин

Ведущее предприятие - указано в решении совета

Защита диссертации состоится " " йНаю&Ь^ 1591 г. в № часов на заседании специализированного совета К.072.04.02 при Киевском ордена Трудового Красного Знамени институте ишенеров гражданской авиации по адрэсу: £52058, г.Киев-58, проспект Космонавта Комарова, I

С диссертацией пенно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " " 1991 г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат технических неук.

доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа. В связи с прогрессом авиационной техники к навигационным и управляющий системам летательных аппаратов (ЛА) предъявляются все возрастающие требования. На современном этапе развития авиационной техники учитывают, что полет ЛА происходит в сложных динамических условиях. На ЛА в полете непрерывно воздействуют ряд возмущающих факторов, которые, как правило, носят стохастический характер. Их воздействия приводят к стохастический отклонениям центра масс ЛА от заданной траектории полета, & также к стохастическому отклонению от программной угловой ориентации ЛА. Знание характеристик отклонения ЛА от заданной траектории автономного полета важно для успешного решения таких задач, как коррек- '

ция траектории полета, определение местонахождения и ориентации ЛА, визуальное обнаружение ориентиров, координаты местоположения которых определенным образом связаны с заданной траекторией полета и т.п. Такое знание можно получить с помощью бортовых оптимальных систем наблюдения, создаваемых с учетом реальной динамики как самого летательного аппарата, так и стохастических эксплуатационных факторов, вызывающих его отклонение.

Цели и задачи работы. Основными целями диссертационных исследований являются:

I) разработка методологии определения случайных малых отклонений положения центра масс ЛА от заданной траектории возмущаемого полета и в ориентации ЛА по данным бортовых измерительных средств; 2) разработка технического предложения (аванпроекта) по созданию оптимального наблюдателя вектора указанных отклонений по данным ШС связанного типа; 3) исследование качества разрабатываемых средств оценивания отклонений 1А от заданной траектории полета при различных системах автоматического управления полетом и оценивания эффективности фоцесоа обнаружения ориентиров по данным разрабатываемого 5ортового измерительного комплекса.

Основная задача диссертационных исследований: разработать гетодологию и технические предложения по созданию средств оп-гимального оценивания векторов стохастических состояний ЛА в

возмущенном полете и отклонений ЛА от заданной траектории горизонтального полета по данным ИНС связанного типа.

Для обеспечения технического предложения по создании Сортового оптимального наблюдателя вектора стохастических отклонения ЛА типа самолета Ан-74 от заданной траектории горизонтального полета необходимо поставить и решить следующие научно-техничоские задачи:

а) составить модель прямого преобразования навигационной информации бортовых измерителей ИНС, получаемой в связанной системе координат, в инерциальную;

б) получить модель обратного навигационного преобразования, как алгоритм работы навигационного вычислителя выходных координат;

в) с помощью известных алгоритмов анализа составить модели отклонений от заданной траектории горизонтального полета ЛА, вклачаодего штатную систему автоматического управления полетом;

г) выполнить по известным спектральным алгоритмам синтез оптимальной структуры системы стабилизации ЛА на задгяной траектории полета и оценить модели отклонений ЛА от траекторий в данном варианте управления.

! 1с тоды и сс л ер о вт га й базируются на современной теории управления, статистической динамике систем управления ЛА, оптимальной теории оценивания, современных методах навигации под-в'.Е'лых объектов, прикладной теории случайных процессов.

Научная новизна. Научную новизну диссертационной работы составляют:

- поставлена и ресена задача оптимального наблюдения вектора отклонения ЛА от заданной горизонтальной траектории полета, как базовая задача для реиенпя проблемы визуального обнаружения ориентиров при иаловысошсы возцупеглсм горизонтальном полете;

- разработана методология решения задачи наблюдения, обсукдены этапы решения и их содержание, составлены алгоритш решения;

-- разработаны модернизированные спектральные алгоритмы многомерной оптимальной фильтрации;

- разработана модель обратного навигационного преобразования полетной информации, получаемой по данным ИНС связанного

. 2

типа в горизонтальном автономном возмущенном полете.

Практическая ценность диссертационной работы состоит в следующем:

- в результате анализа многомерной Системы стабилизации на траектории горизонтального автоношого полета самолета типа Ан-74 при реальных стохастических воздействиях получены модели отклонений центра масс ЛА и его ориентации от программной траектории;

- по известным спектральным алгоритмам произведен синтез оптимальной структуры стабилизации па заданной траектории полета самолета типа Ан-74 при реальных стохастических воздействиях, прокзБСдс:: анализ точности оптимальной системы стабилизации, составлены модели реальных отклонений центра масс ЛА к его ориентации от программных; наглядно показана эффективность выполненных оптимальных решений;

- для самолета типа Ан-74 для одной из возможных траекторий горизонтального полета и реальных воздействиях рассчитан алгоритм работы навигационного вычислителя, который маки о рассматривать как дополнительный, новый канал в ИНС связанного типа;

- для полученной многомерной модели навигационного вычислителя, представляющей собой матрицу его передаточных функций размерности 6 х б и имеющую негурвицев определитель, найдена оптимальная многомерная структура винеровского фильтра, место его расположения в разрабатываемой системе оптимального наблюдения отклонений, оценены качество как самого фильтра, так и разработанной системы наблюдения в целом;

- по результатам анализа оценена сравнительная эффективность ряда вариантов системы наблпдения отклонений на самолете, имеющем штатную и оптимальную системы стабилизации на траектории; показана эффективность предложенных решений;

- при разработанных моделях отклонений самолета, оборудованного штатной или оптимальной системой стабилизации, разработаны навигационный вычислитель и оптимальный фильтр, проведено математическое моделирование исследуемого полета, подучены модели отклонений самолета от заданной траектории полета и оэибоя наблюдения отклонений - как функций времени полета;

- рассчитаны зависимости как функции продолжительности

3

горизонтального полета изменения вероятностей обнаружения визуальных ориентиров, определяемых величинами боковых отклонений ЛА от траектории полета.'

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены на Авиационном научно-техническом комплексе им. О.К.Антонова,

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на следующих конференциях: У ВНТК "Безопасность полетов и профилактика авиационных происшествий (Ленинград, 1960 г.), ХУЛ НТК молодых специалистов и членов НТО КМЗ км. Антонова (Киев 1985г.), I ВНТК "Методы управления системной эффективностью функционирования электрофицированных пилотажно-навигационных комплексов" (Киев, 1991 г.).

Публикации. Автор имеет 21 научный труд и изобретение, из них по теме диссертации -12.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов и рекомендаций, списка используемой литературы и приложений. Она изложена на 127 страницах машинописного текста, включает 46 страниц иллюстративного материала, приложения на 19 страницах, список использованной литературы из 71 наименования.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность днссертациснншс исследований и этапы их выполнения. Выполнен краткий обзор литературных источников по исследуемым вопросам, показана необходимость постановки и решения таких задач, как оценка вероятности визуального обнаружения ориентиров при калоБцсопюм горизонталь ном полете и ее базовой задачи - скнтез оптимального наблюдателя сектора стохастических отклонений ЛА в везцукенном полета, Кроме того, указано на целесообразность реззний ряда научно-тох ничссхих задач, направленных на обеспечение базово/1 зздечк требуемой информацией. Поставлены цели и задачи д;: с с е р т а ци о; к; к ис следований, обозначены пути ресения основных задач, сформулиро иных в диссертации.

Результаты первой и второй глав направлены на обеспечение исходной информацией задач, решаозак в главе 4.

В первой главе по известным спектральным алгоритмам ьна-япза качества (точности) шогомерной линейной динамической

системы при случайых воздействиях и разработанной вычислительной процедуре ставится и решается задача анализа точности стабилизации ЛА типа Ан-74 при штатной управлении и условиях эксплуатации, близких к реальным. I

Задача анализа качества (точности) известной динамической системы заключается в определении значений ее показателя качества и характеристик выходных сигналов в изучаемых эксплуатационных условиях. Решая эту задачу с учетом известных динамических характеристик самой системы и ее выходных сигналов и воздействий определяют ошибку системы и вычисляют значение показателя качества. Показатели качества позволяют сравнивать между собой идентичные по назначению системы (например, оптимальные и неоптимальные), оценивать эффективность и качество систем в различных условиях эксплуатации и т.п. Оцениваемые ошибки в системе непосредственно определяют отклонения реальных выходных сишалов системы от желаемых.

Производился анализ качества многомерной автоматической системы стабилизации транспортного самолета на заданной траектории полета (рис. I). На рисунке введены следующие обозначения ОДА - обобщенный объект, включающий непосредственно ЛА, систе-цу рулевых приводов и систему управления тягой; И/ и -измерители векторов выходных реакций объекта X, и сигналов рассогласования £ между векторами программных сигналов Го и сигналов, характеризующих реальное полевение ЛА в пространстве Г ; Р - регулятор в системе, состоящий из двух частей - Д и р± (вычислители систем автоматического и траектор-ного управлений); КЗ - кинематическое звено в навигационном контуре; $ и - вектефы сишалов помех задания прог-

рамм* и измерения векторов ¿С/ и £ ; Щ - вектор воз-муяений.

Задача анализа состоит в том, чтобы, зная динамические характеристики объекта, ре 17лятора, воздействий и помех, структурную схецу системы стабилизации ЛА на программной траектории (рис. I), а также требуемый точностный показатель качества стабилизации, оценить ошибку стабилизации и величину показателя качества для каждой интересующей эксплуатационной ситуации, а также спектральные плотности ошибок стабилизации.

Ошибку стабилизации определим уравнением Г-Го

5

где С - вектор желаемых выходных сигналов, равный в данноЕ задаче вектору программных сигналов Г?

При детерминированных воздействиях и помехах как показатель качества используем выражения вида

7"

«

г—

иди

I

= Щ У ¿Г ¿Я

где Я. и ' С - положительно-определенные симметрические матрицы весовых коэффициентов, " " - символ эрмитова сопряжения, " ^ " - знак транспонирования, ^'у'«?.

При случайных воздействиях и помехах как показатели качества используем выражения вида

=к) **

или

= / ¿¿г- (я* з**

где и - матрица спектральных плотностей векторов

ошибки и управления.

Спектральные алгоритмы решения задач анализа многомерной стационарной системы стабилизации при детерминированных и случайных воздействиях известны. Рассматриваемая даогсхонтур-нал система слежения (рис. 1} известным образом сведена к типовой системе стабилизации (рис. 2), для которой известны уже алгоритмы анализа. Здесь введены следующие обозначения: движение обобщенного объекта стабилизации описывается систеао обыкновенных дифференциальных уравнений вида

ресбразованных по Лапласу; К - матриц» передаточных функций риведенной системы измерения вектора выгодных реакций бгекта (I); ЛлГ - матрица передаточных функций приведен-ого регулятора, - вектор приведенных детерминированных яи случайных.помех измерения. Помимо вычисленных значений оказателя качества исследуемой системы стабилизации, которые редетавдены в соответствующих таблицах, приведенных в главе , рассчитаны спектральные плотности сишалов курса, крена, кольжения и скорости бокового отклонения, используемые в ка-зстве исходной информации в главе 4 .

Во второй главе по известным спектральным алгоритмам кнтеза оптимальных систем стабилизации выполнен синтез оптималь-ой структуры системы стабилизации ЛА типа Ан-74 на заданной раехтории горизонтального полета при реальных воздействиях, тдедьно рассмотрены режимы боковой и продольной стабилизации, ценено качество оптимальной системы стабилизации в указанных эжкмах движения, проведен сравнительный анализ качества систем габилиэации в штатной и оптимальном вариантах, показано суще-' гвенное преимущество оптимального управления. Определены моде-« динамических характеристик линейных и угловых отклонений ЛА Г заданной траектории в возмущенном горизонтальном полете, ко-эрые также предназначены для оценки эффективности решения за-*чи обнаружения визуальных ориентиров.

Поскольку математическое и программное обеспечение решения эдачи синтеза на ЭВМ по используемым спектральным алгоритмам, также исходная информация о динамике самолета типа Ан-74 реальных стохастических воздействиях на него известны по лигатурным источникам, в автореферате приводятся лишь сравнитель-19 данные об эффективности стабилизации ЛА при оптимальном и гатнои управлении и указывается на наличие в диссерта-юнной работе рассчитанных спектральных плотностей сишалов гклонений ЛА от заданной траектории полета тех, которые необхо-шы как исходная информация к задачам, реяаемым в главе 4.

Результаты сравнения эффективности штатной и оптимальной !С*ем стабилизации бокового движения самолета типа Ан-74 в

7

рассматриваемых условиях полета сведены в табл. I. В табл. 2 приведены данные сравнительной эффективности существующей и оптимальной систем стабилизации продольной скорости.

Теоретической базой диссертационных исследований являются результаты главы 3. Здесь вначале ставится и решается задача составления модели прямого преобразования навигационной информации, получаемой с датчиков ИНС связанного типа и отсчитываемой в связанной системе координат, к инерциальной системе отсчета. Затем составляются алгоритм обратного навигационного преобразования, который служит как модель требуемого преобразования в ИНС получаемой навигационной информации, так и является моделью дополнительного какала ИНС* поставляющего достоверную стохастическую информацию об исследуемом полете. Далее ставятся и решаются варианты задач синтеза оптимального наблюдателя вектора линейных и угловых стохастических отклонений ЛА от заданной траектории горизонтального полета в автономном режиме. Получены алгоритмы синтеза оптимального наблюдателя и анализа качества наблюдения, которые используются по назначению в главе 4.

Задача оптимального наблюдения отклонений ставится следующим образом. Пусть ЛА двигается горизонтально равномерно по заданной траектории полета. Иэ-эа действия ряда возмущающих случайных факторов полета реальная траектория ЛА несколько отличается от заданной, причем отклонения скорости его центра масс от программной считаем малыш. Также малы отклонения, возникающие и в угловой ориентации ЛА. С помощью ИНС связанного типа ' требуется с максимально, достигаемой точностью определить векторы отклонений в скорости ЛА и в его угловой ориентации. Учитываем, что в системе отсчета, связанной с ЛА, с помощью датчиков ШС определяются компоненты векторов угловой скорости ЛА и ускорение центра масс. Датчики угловой ориентации (блох ЛГ, например лазерные гирометры), полагаем безынерционными (коэффициент передачи гирометра - А ), а каждый акселерометр (блох ЕА) обладает инерцией и характеризуется передаточной функцией и)(£) • где ¿=6*уи>. Оба вида измерений сопровождаются стационарными случайными помехами ^ и & « матрицы спектральных и взаимных спектральных плотностей считаются известными по результатам предварительных лабораторно-стендо^ вых испытаний. Выходами каждой группы измерителей будут векторы

л«

Ä

И*.

f>i

Ф

■рф M

Л--{

w

Ч-К

РИ0.1

V-IS

)-И -

ч>

К

Pao .2

в

M i (<k=à Щ

Jir A Y

я *

Рлс.З

детерминированных у с и малых центрированных случайных сигналов /1 (рис.3), поступающие на самостоятельные входы навигационного вычислителя НВ. Выходы НВ составят векторы программных скоростей, оценок случайных отклонений этих скоростей \у и \Ус_ , заданные в горизонтальной и связанной системах отсчету соответственно, а также вектора малых угловых координат ЛА О . В НВ должны выполняться процессы обратного навигационного преобразования сигналов и их оптимальная фильтрация. Информация, полученная в системе наблюдения, использует- ' ся на ранних этапах проектирования ЛА для определения прогнозируемого отклонения ЛА от заданной траектории полета, что позволяет определять ожидаемую вероятность обнаружения ориентиров на определенных траекториях горизонтального автономного полета. Если данный алгоритм реализовать на борту, то на его основе в системе отображения информации можно реализовать кадр навигационной информации, который позволит экипажу уменьшить сектор обзора поиска визуальных ориентиров и повысить вероятность их обнаружения.

Для составления набора уравнений прямого преобразования навигационной информации известным способом составляется система нелинейных дифференциальных уравнений, связывающая неявно выходные параметры со входными (рис.3). При принятой постановке задачи после линиаризации системы уравнений, произведенной относительно детерминированного программного движения и преобразования ее по Лапласу, подучим систему основных навигационных уравнений в задаче измерения случайных отклонений в виде

в

^ = (р'х + Ч> (2)/

ф

где векторы искомых сигналов -Х- , входных сигналов / и , помех измерений у представляются как ^

МАААШЛ ч>'м

а ф'1 - матрица передаточных функций прямого навигационного преобразования, которая определяется соответствующими дробно-рациональными коэффициентами аргумента £ при составляющих вектора X. (конкретный вид коэффициентов приведен в диссертационной работе). Разрешив систему (2) относительно вектора ¿С , подучим

Ю

Таблица I

Наименование величин (гтрад) 6, б/ь 6* & £

тональная система 1,34 0,55 0,58 0,55 1,1 0,012

¡еоптимальная система 1,67 0,82 I 1,83 3,4 0,069

1,25 1,49 1,72 3,27 3,1 5,75

Таблица 2

СИСТЕМЫ Зх 6х .0« 6и е

¿/с* м/с град2 град №

Эптимальная система .1,06 1СГ2 0,103 1,48 1,22 1,21 КГ

Зуществугаая система 6,4 Ю-* 0,27 3,5 1,87 5,44 КГ*

/меньшение зна- 6,04 1,54 5,3

чений показате- 2,6 2,4

ля качества

Таблица 5

Вариант системы стабилизации Виемя полета, мин

25 50 60 75

Штатная САУ « 0,95 0,35 0,20 0,08

Эптимальная 1кУ А 0,96 0,65 0,45 0,30

Отношение веро-ютостей р» а«. 1,03 1,88 2,25 3,75

Таблица' 3

& Условия наблюдения Обозначение величин . ВРЕМЯ ПОЛЕТА, мин.

25 50 60 75 100

,1. Опт.САУ. Истинная скор.бок,откл. 152 3,35 3,65 4.97 6.57

Опт.САУ. . а», ф Оптим.наблюд,скор.отклон. 2.72 4,34 5.45 Р.64 9.41

Штат.САУ.- 6„=1.Ф Наблюдения с НВ 3,75 8.66 10.12 14.05 ф.74

4. Ошибка при штат.САУ, 6Л =1,Ф , - ... £<«. - ...-г - - 2,23. 5.31 6.47 9.58 Г2Л7

5, Ошибка при опт.САУ ,6. 1,2 0,99 ■1.80 417 2.87

б. &йЬектив.оптим.варианта 1,92 5,34 3.63 2.29 4.24

Таблица 4

з/п Условия наблвдения Обозначение величин ВРЕМ Я ПОЛЕТА, мин.

25 50 6С ,75 100.

Опт.САУ.| <3« «1.Ф. .^=0 Истинное бок.отклонение г, 0.06 0,57 0.74 0.98 1.95 .

2Т аг,сау. <3^-1 .ф. ^ "0 Истинное бок.отклонение ¿г 0,14 0,97 1.27 1.67 3.11 :

Опт.САУ. &е. 8 Наблюдаемое бок ^отклон.?« 0,1? 0,65 ■ 0.90 1.95 2.85.

41 Шта*.САУ. • Наблюдаемое бок,отклонен? 0„28 1,32 .0.65 3.26 5.56 -

^бка.прц штат.САУ, Л 2-й/-Век. - 2 г 0,14 0,35 0,38- 1.59 2.45 ..

е. Ошибка гда оптим.САУ. в. Ф . Л 2е 2е - Я, 0,1 0.06 0.16 0.97 0.9 ..

7. Эффективность опт.варианта ¿¿•"/¿¿с 1,4 4,3 2,3- 1,6 2,7

02 (/-?),

(3)

— у

где матрица обратная по отношению к матрице (р .При

определенном наборе исходных данных определитель матрицы может быть негурвицевым. От этого факта существенно зависят

как постановки задач и алгоритмы синтеза оптимального наблюдателя, так и структура и результата наблюдения.

Если определитель матрицы <р - гурвицев, то задача синтеза оптимального наблюдателя состоит в том, чтобы выбором оптимальной, физически реализуемой структуры наблюдателя, совме-паюшого в себе функцию вычислителя обратного навигационного преобразования информации и многомерного оптимального Винеровс-кого фильтра, доставить минимум функционалу качества наблюдения, 1редставляюаего собой сумму дисперсий взвезенных сзибок наблюдения. Эта задача решена, получены алгоритмы синтеза оптимального наблюдателя. Здесь же поставлена л реяена задача синтеза винеровс-?оп оптимального фильтра, располагаемого последовательно с навигационным вычислителем, реализующим матрицу (р при ее зпределителе, удовлетворявшему условию Гурвица, получен алгоритм ;интеза оптимального фильтра.

Для случая, когда определитель матрицы Ф1 негурвицев, зассиотрена структура систем оптимального наблюдения такая, согда оптимальней винеровский фильтр располагается до навигаци->нного вычислителя. Задача синтеза оптимальной структуры фильт->э, в этой случав, такйе ретена, подучены алгоритм синтеза.

Для иллюстрации оффоктлгноста алгоритмов, предложенных а •лаве 3, вводится глаза 4.

Глава 4 пссвгг;ена прилояажпэ разрзботанинх алгоритмов ¡асигтт и опглгзлгоого синтеза х задача разработки тзхничэс-:сго предложения по создснта оптимального иаб.тлдатолл вектора ■тклононий ДА типа Лн-74 от заданной траектории горизонтального слзта. Здесь добрана оптииальнчя езрук^а наблюдателя, ву-олнен пнаяиэ качества наблюдения а рдд-з вариантов состава онтура стабилизации и условий эксплуатации. Наглядно псказз-а эффективность разработки по сравнения со птатнкмл вариан-яки оценивания. Пстгна связь задгли наблюдс;;гл зехтора оттсло-ениЯ с зпдгтмй визуального ебнаругенкл ориентиров в зозмувекком

13

горизонтальном полете, оценена эффективность обнаружения ориентиров при предложенном способе наблюдений и отклонений. При моделях случайных отклонений ЛА со штатной и оптимальной системами стабилизации, полученным в главах I и 2, а также при реальных моделях динамики датчиков первичной информации и помехах измерений в виде "белых" дельта-коррелированных шумов различной интенсивности и параметрах конкретно выбранной траектории горизонтального полета, проведен синтез оптимального вине ровского фильтра для системы оптимального наблюдения в варианте 3 (определитель матрицы <р негурвицев). Определена оптимальная структура О.а фильтра, исследовано изменение качества оптимальной системы и параметров выбранной структуры в зависимости от соотношений "сигнал - шум". Так как анализ качества системы наблюдения в целом при неустойчивом навигацио! ном вычислителе математически выполнить невозможно ввиду отсу ствия понятия спектральной плотности сигнала выхода неу< тойчивой системы (возможно лишь проведение моделирования тако системы), был использован следующий прием. Модели входных сигналов в систему наблюдения, представляющих собой уэкополос-ныв случайные центрированные процессы, были апроксимированы затухающими гармоническими сигналами, что дало возможность произвести математический анализ системы наблюдения в целом.

В табл. 3 сведены основные результаты сравнительного анал качества системы наблюдения в ряде исследуемых условий ее раб Ты. В табл. 4 приведены расчетные зависимости боковых отклонений центра масс от траектории полета и ошибок их наблюдения при различных вариантах систем стабилизации и наблюдения. В та лице 5 представлено изменение вероятности обнаружения визуальн ориентиров в процессе моделируемого полета.

В заключении на основании результатов диссертационных исследований сделаны основные выводы и рекомендации.

В приложениях приведены некоторые программы анализа качества многомерных линейных систем стабилизации и наблюдения при случайных воздействиях, результаты синтеза оптимальных сис тем стабилизации и наблюдения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По- результатам проведенных диссертационных исследований ожно сделать следующие выводы и рекомендации.

5.1. Поставлена и решена задача оптимального наблюдения энтора отклонений ЛА от заданной горизонтальной траектории олета как базовая задача для решения проблемы визуального Знаружения ориентиров при маловысотном возмущенном горизон-

1 льном полете.

5.2. Разработана методология реаения задачи наблюдения, 5суядсны этапи реаения и их содержание, составлены алгоритмы женил.

5.3. В ходе решения осноеной задачи диссертационных иссле-)ваниЯ поставлен и решен ряд научно-технических задач:

- анализ по известным спектрально алгоритмам качества :огс«ерной ататной системы стабилизащш на траектории полета

. типа Ан-74 при реальных стохастических"воздействиях. Репульты выполненного анализа использованы при решении базовой дачи диссертационных исследований;

- синтез по известным спектральным алгоритмам оптимальной руктура систс!М стабилизации на заданной траектории полета

типа Ан-74 при реальных стохастических воздействиях. Дина-ческие модели отклонения от траектории полета при оптималь-Я система стабилизации такае использованы как исходная ин-рмация для выполнения базовой задачи наблюдения отялоно-11 и е задаче сценки эффективности визуального наблюдения гектаров;

- составление моделей прямого преобразования навпгацион-1 информации для ¡Е1С связанного ила в реаима возмущенного зиэснтального сколотраекторяого полота; затем составлено ;атноо навигационное преобразование, в результате которого зеделязтея отклонения ЛА от траектории и кнерцнальной систе-отсчета и составляется модель желаемого навигационного

)образования для дополнительного канала ИКС;

- постановка и решение в ряде вариантов задачи синтеза 'имальной структуры наблюдателя отклонений ЛА от траектории ота;

- определение предельных рубежей достижимой точности

наблюдения отклонений ЛА, сравнение достижимого качества наблюдения отклонений в штатном и оптимальном вариантах системы наблюдения при ряде эксплуатационных ситуаций;

- исследование по результатам анализа отклонений ЛА типа Ан-74 при штатной и оптимальной системах стабилизации достижимых рубежей -качества наблюдения отклонений в различных эксплуатационных ситуациях и изменения эффективности визуального обнаружения ориентиров в рассматриваемых ситуациях.

5.4. Полученные для конкретного типа ЛА результаты оценок предельных отклонений и модели их динамики предлагается использовать в качестве необходимого информационного материала для построения аналогичных систем, а также использовать для оценок вероятности обнаружения визуальных ориентиров в ряде эксплуатационных ситуаций на ранних стадиях проектирования ЛА.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Рудюк Г.И. Ii вопросу оптимизации деятельности экипажа в полете на малой высоте. В кн: сб..тезисов докладов НТК молодых специалисте® и членов НТО КМЗ, Киев, 1985г., ДСП, 5

2. Рудюк Г.И. Оптимизация автоматизированной системы выдерживания траектории полета по данных автономных измерителей, В кн: сб. тезисов докладов У В11ТК "Безопасность полетов и профилактика авиационных происшествий" Ленинград , 1988 г.

3. Блохин Л.Н., Рудюк Г.И. "Анализ качества автоматической стабилизации воздушного судна на заданной траектории полета"

В кн: сб. науч. тр. "Автоматизация процессов технического обслуживания и реюнта авиационного оборудования воздушных судов", Киев, КНИГА, 1988 г., с. 33-36.

4. Рудюк Г.И. "Разработка и внедрение автоматизированной системы анализа достоверности навигационных параметров для оптимизации деятельности экипажа по решению задачи самолетовождения", Отчет КМЗ, Киев, 1988 г., 53 е., ДОИ.

5. Блохин Л.Н», Кривоносенко А.П., Рудюк Г.И..Чернышев A.B. " Синтез оптимальной структуры многомерной системы стабили вации бокового движения транспортного самолета. В кн: сб. "Приборостроение" (Известия вузов), Ленинградский институт точной механики и оптики, Ленинград, 1991 г. в печати.

6. Блохин Л.Н., Рудюк Г.И. "Синтез оптимального наблвдател

малых отклонений ЛА от траектории полета".В кн: сб. научн.тр. "Вопросы повышения эффективности систем автоматического управления полетом и ПНК", Киев, КИИГА, 1991г., в печати.

7. Шохин Л.Н., Рудяк Г.И, Модель прямого и обратного навигационных преобразований ситалов "вход-выход" ДОС при малых отклонениях ЛА от траектории полета". В кн: сб. науч. тр. Вопросы повшения эффективности систем автоматического управления полетом я ПНК", Киев, КНИГА, 1991 г. в печати.

Цолгкгг-нэ э 09.07.91. 60x24/15. Взкага т:ясгрсфзпал.

Офсотихт играть. Уч.-'лзд.з. 1,0. Ткрпа 96 окз. Заказ В 68 ДОП. ^зпз 35 поп.

РедзЕЦиошо-пздат&льскиа стдэд и ткпогрсфпя КНИГА. 252058. !".!0э-БЗ, проспсэт Космонавта Ксиарсвз, I.