Методологія автоматизованого проектування пілотажно-навігаційного комплексу гелікоптеру

Abstract

Теоретичні дослідження складалися з розробки методики пошуку оптимальної структури ПНК гелікоптеру за методом морфологічних ознак та з розробки узагальненого (глобального) критерію оцінки ефективності ПНК гелікоптеру при виконанні автоматизованого маловисотно- го польоту. У роботі розроблено ітераційний алгоритм автоматизованого проектування САУ геліко- птера, на прикладі проектування режиму штурвального управління. Проектування САУ гелікоптера, а також інших підсистем ПНК вимагає від проектуваль- ника розв’язання задачі вибору – створити більш вдосконалену систему, наприклад, побудовану за принципом адаптації та оптимізації проте зі значними витратами на створення й експлуата- цію, або дешеву, а втім менш ефективну. Оптимальне прийняття рішення в цьому випадку пе- редбачає розв’язання задачі багатокритеріальної оптимізації. Таку задачу необхідно звести до еквівалентної задачі нелінійного програмування. На відміну від задач опуклого нелінійного програмування, що мають, як правило, єдине рішення, аналізована багатокритеріальна задача завжди має неєдине рішення. Сукупність таких рішень утворюють область ефективних рішень (область Парето). У роботі запропоновано оптимізувати процедуру прийняття рішення при обранні конце- пції побудови контуру управління польотом з використанням багатокритеріальної (векторної) оптимізації й на цієї основі розроблено ітераційний алгоритм автоматизованого проектування. Основою САПР САУ гелікоптера повинна стати база даних, яка включає модель об'єкта керування і компоненти моделі  моделі датчиків, сервоприводов, моделі геофізичних умов польоту, наприклад, рельєф місцевості, моделі збурюючих впливів, (турбулентність атмосфе- ри), інші моделі. База даних повинна постійно обновлятися й вдосконалюватися. У роботі проведений аналіз математичних моделей керованого процесу і розроблено ма- тематичні моделі гелікоптера як об'єкта керування, розроблені математичні моделі серво- приводів та пілотажних і навігаційних датчиків. Алгоритми роботи САПР передбачають інфор- маційне забезпечення САУ не тільки з боку ПНК, а також від датчиків, що не входять до складу ПНК, але мають кращі показники саме при роботи у контурах автоматичного управління. Теоретичні дослідження інформаційного забезпечення ПНК на режимі маловисотного польоту складалися з розробки принципів побудови ємнісних перетворювачів геометричних параметрів наближення до землі для використовування їх в складі систем автоматичного управ- ління ПС, розробки математичного та програмного забезпечення чисельного моделювання еле- ктростатичних полів ємнісних перетворювачів з метою дослідження їх властивостей. Результати досліджень статичних характеристик наближення до перешкоди (схилу) свід- чать про можливість одержання вимірювальної інформації про перешкоди, що наближаються і дозволяють синтезувати пристрої для виміру геометричної висоти польоту, а також пристрої виміру похилої дальності до перешкоди. За розробленою методологією проектування синтезовані закони управління гелікопте- ром, у тому числі побудовані за новим для САУ гелікоптерів принципом − принципом систем активного управління, а саме з розв’язанням каналу управління загальним кроком несного гвинта та каналу управління автоматом перекосу. Розроблені алгоритми режиму маловисотного польоту САУ, зокрема за новітньою двоканальною схемою управління, а також з інформаційним забезпеченням від ємнісного висотоміра.