Система керування безпілотним літальним апаратом

Система керування безпілотним літальним апаратом, що складається з послідовно з'єднаних підсилювача, рульової машини, керма висоти, безпілотного літального апарата, а також пристрою зворотного зв'язку, вхід якого з'єднаний з першим виходом рульової машини, швидкісного гіроскопа, вхід якого з'єднаний з виходом безпілотного літального апарата, гіровертикалі, вхід якої 3 54022 ний з підсилювачем, а також датчик напруги, вхід якого з'єднаний з другим виходом рульової машини, а вихід з'єднаний через перший нормуючий підсилювач з шостим входом мультиплексора, датчик струму, вхід якого з'єднаний з третім виходом рульової машини, а вихід з'єднаний через другий нормуючий підсилювач з сьомим входом мультиплексора, виходи пристрою зворотного зв'язку, швидкісного гіроскопа, гіровертикалі та висотоміра з'єднані відповідно з другим, третім, четвертим та п'ятим входами мультиплексора. Сутність корисної моделі пояснюється кресленням, де на Фіг. зображена блок-схема запропонованої оптимальної за витратою енергії на керування системи безпілотного літального апарата. Система керування безпілотного літального апарата містить: послідовно з'єднані задавач 1, мультиплексор 2, аналого-цифровий перетворювач 3, обчислювач 4, цифро-аналоговий перетворювач 5, підсилювач 6, рульову машину 7, кермо висоти 8, БПЛА 9. Мультиплексор 2 має сім входів. Перший вхід мультиплексора 2 підключений до виходу задавача 1. На БПЛА 9 встановлені: швидкісний гіроскоп 11, що вимірює кутову швидкість тангажа ', його вихід з'єднаний з третім входом мультиплексора 2, гіровертикаль 12, яка вимірює кут тангажа , її вихід з'єднаний з четвертим входом мультиплексора 2, висотомір 13, який вимірює висоту Н, його вихід з'єднаний з п'ятим входом мультиплексора 2. Вхід пристрою зворотного зв'язку 10, з'єднаний з першим виходом рульової машини 7, а вихід - з другим входом мультиплексора 2. Вхід датчика напруги 14, з'єднаний з другим виходом рульової машини 7, а вихід - з входом першого нормуючого підсилювача 16. Вхід датчика струму 15 з'єднаний з третім виходом рульової машини 7, а вихід - з входом другого нормуючого підсилювача 17. Вихід першого нормуючого підсилювача 16 з'єднаний з шостим входом мультиплексора 2, а вихід другого нормуючого підсилювача 17 з'єднаний з сьомим входом мультиплексора 2. Система керування безпілотним літальним апаратом працює наступним чином: під час польоту на перший вхід мультиплексора 2 через задавач 1 подається сигнал про задане значення висоти, який порівнюється в обчислювачі з дійсним Uцо ( t ) значенням висоти. Якщо між цими сигналами є різниця, то сигнал з виходу мультиплексора 2 через аналого-цифровий перетворювач 3 надходить на вхід обчислювача 4. Сигнал з виходу обчислювача 4 через цифро-аналоговий перетворювач 5 іде на підсилювач 6, а потім на рульову машину 7, яка повертає кермо висоти 8, що викликає поворот БПЛА 9, на якому встановлені: швидкісний гіроскоп 11, що вимірює кутову швидкість ', гіровертикаль 12, яка вимірює кут тангажа , висотомір 13, який вимірює висоту Н, ці сигнали подаються відповідно на другий, третій, четвертий та п'ятий входи мультиплексора 2. Сигнал з висотоміра викликає відхилення керма висоти, поворот поздовжньої осі та змінення кута атаки на величину, пропорційну відхиленню висоти. Збільшення підйомної сили викликає поворот вектора швидкості в вертикальній площині та появу вертикальної швидкості. За рахунок вертикальної швидкості змінюється барометрична висота та змінюється сигнал висотоміра 13. При цьому кермо висоти 8 відхилиться в протилежний бік та вийде змінення підйомної сили зворотного знаку. Під дією зворотного змінення підйомної силі вектор швидкості почне знову обертатися до горизонтального положення, і зміна висоти буде продовжуватись у тому ж напрямку. Сигнал про значення напруги подається з другого виходу рульової машини 7 на датчик напруги 14, далі - через перший нормуючий підсилювач 16 на шостий вхід мультиплексора 2. Сигнал про діюче значення струму подається з третього виходу рульової машини 7 на датчик струму 15, далі через другий нормуючий підсилювач 17 на сьомий вхід мультиплексора 2. Обчислювач реалізує оптимальний за витратами електроенергії алгоритм керування. Критерій оптимальності має вигляд: t 2 I U ( )d . 0 цо Цифровий обчислювач на основі інформації про струм і напругу рульового приводу, а також про стан літального апарата виробляє керуючу дію за алгоритмом, знайденим за допомогою аналітичного конструюванню регулятора: C1Uрм( t ) C2i( t ) C3 H( t ) C4U де Uрм - напруга рульової машини; і - струм; H - відхилення від заданого значення висоти; - відхилення від заданого значення кута тангажа; ' - відхилення від заданого значення кутової швидкості тангажа; рв - кут руля висоти. 4 ( t ) C5 ( t ) C6 рв( t ) , Таким чином, введення до системи додатково датчиків напруги та струму, нормуючих підсилювачів, аналого-цифрових підсилювачів та цифрового обчислювача, що реалізує оптимальний за витратами енергії закон керування, дозволяє забезпечити найбільш економний режим споживання енергії, що витрачається на безпілотному літальному апараті і тим самим збільшити його дальність польоту. 5 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 54022 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601