Имитационное моделирование автоматического самолетовождения для электронных средств обучения летного и инженерно-технического персонала

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Рис. 4.18. Траектория длительного полета от Москвы в Восточном направлении. Погрешности полной модели БИМС по скоростям и координатам. t. полете по протяженному маршруту в Восточном направлении. На рис. 4.19 представлены ошибки имитационной модели БИНС на близкой траектории, полученные на ИЭВМ (с прежними параметрами модели ошибок). В этих экспериментах нет управления от ВСС. Маршрут задается… Читать ещё >

Имитационное моделирование автоматического самолетовождения для электронных средств обучения летного и инженерно-технического персонала (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПОДГОТОВКИ И ПЕРЕПОДГОТОВКИ ЛЕТНОГО И ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРСОНАЛА С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ
- 1. 1. Анализ состояния и перспектив развития электронных средств обучения летного и инженерно-технического персонала гражданской авиации
- 1. 2. Постановка задачи диссертационной работы
- 1. 3. Принцип построения Электронного средства обучения Пилотажно-навига-ционного оборудования
- 1. 4. Структура и задачи бортовой системы автоматического самолетовождения
  - 1. 4. 1. Задачи ПНО при обеспечении четырехмерной навигации
  - 1. 4. 2. Информационные и управляющие поля системы «4−0 — ПНО — самолет»
- 1. 5. Требования к имитационному программному обеспечению и его структура
2. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДИНАМИКИ ТРАЕКТОР-НОГО ДВИЖЕНИЯ САМОЛЕТА
- 2. 1. Анализ полной пространственной модели объекта в задаче самолетовождения и принимаемые допущения при ее редукции
- 2. 2. Редуцированная имитационная модель движения самолета в траекторной системе координат
- 2. 3. Редуцированная имитационная модель движения самолета в воздушно-траекторной системе координат
- 2. 4. Имитационные модели для частных случаев траекторного движения в замкнутом контуре автоматического самолетовождения
  - 2. 4. 1. Имитационная модель движения ц.м. при тангажном САУ
  - 2. 4. 2. Имитационная модель движения ц.м. при перегрузочном САУ
  - 2. 4. 3. Модель движения ц.м. в горизонтальной плоскости с переменной скоростью
  - 2. 4. 4. Модель движения ц.м. в горизонтальной плоскости с постоянной скоростью
  - 2. 4. 5. Модель движения ц.м. в вертикальной плоскости
- 2. 5. Редуцированная имитационная модель кинематики траекторного движения самолета
- 2. 6. Имитационная модель стандартной атмосферы
- 2. 7. Имитационные модели расходовых характеристик двигателей
- 2. 8. Имитационные модели тяговых характеристик двигателей
3. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИОННЫХ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
- 3. 1. Структура моделей информационных систем
- 3. 2. Имитационные модели информационных систем пилотажно-навигационного оборудования
  - 3. 2. 1. Вектор измерения бесплатформенной инерциальной системы модель БИНС)
  - 3. 2. 2. Вектор измерения системы высотно-скоростных параметров модель СВС)
  - 3. 2. 3. Вектор измерения топливо-измерительной системы (модель ТИС)
- 3. 3. Имитационные модели информационных систем радионавигационного оборудования
  - 3. 3. 1. Вектор измерения радиовысотомера (модель РВ)
  - 3. 3. 2. Вектор измерения доплеровского измерителя скорости и угла сноса модель ДИСС)
  - 3. 3. 3. Вектор измерения радиосистемы дальней навигации (модель РСДН)
  - 3. 3. 4. Вектор измерения радиотехнических систем ближней навигации модели РСБН, VOR, DME)
    - 3. 3. 4. 1. Общий вид вектора измерения радиотехнической системы ближней навигации
    - 3. 3. 4. 2. Модификации векторов измерений радиосистем РСБН, VOR, DME
  - 3. 3. 5. Вектор измерения системы спутниковой навигации (модель СНС)
- 3. 4. Имитационные модели управляющих систем пилотажно-навигационного оборудования
  - 3. 4. 1. Имитационная модель САУ в режиме набора высоты
  - 3. 4. 2. Имитационная модель САУ в режиме крейсерского полета
- 3. 5. Виртуальные модели систем отображения информации и пультов управления
4. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ
- 4. 1. Реализация и тестирование имитационных моделей траекторного движения самолета
  - 4. 1. 1. Тестирование модели динамики и кинематики горизонтального движения в разомкнутом контуре
  - 4. 1. 2. Тестирование модели кинематики движения в особых географических точках
  - 4. 1. 3. Тестирование модели динамики и кинематики горизонтального движения в замкнутом контуре траекторного управления
  - 4. 1. 4. Тестирование модели стандартной атмосферы
  - 4. 1. 5. Тестирование имитационной модели САУ в режиме набора высоты
  - 4. 1. 6. Тестирование имитационной модели САУ в режиме крейсерского полета
- 4. 2. Реализация и тестирование имитационных моделей информационных систем пилотажно-навигационного оборудования
  - 4. 2. 1. Тестирование модели Бесплатформенной инерциальной системы (модели БИНС)
  - 4. 2. 2. Тестирование модели Системы воздушных сигналов (модели СВС)
  - 4. 2. 3. Тестирование моделей радиотехнических систем ближней навигации РСБН, VOR, DME
- 4. 3. Реализация и тестирование режимов виртуального самолетовождения
  - 4. 3. 1. Виртуальное автоматическое самолетовождение на маршруте
  - 4. 3. 2. Виртуальные режимы скоростной и позиционной коррекций
  - 4. 3. 3. Решение топливно-временной задачи в виртуальном полете
  - 4. 3. 4. Виртуальные полеты в зонах ожидания, по радиалам, предпосадочному маневру и второму кругу
- 4. 4. Представление информации человеку-оператору в виртуальных полетах
  - 4. 4. 1. Работа оператора с ВСС в имитационном режиме
  - 4. 4. 2. Индикационное обеспечение процесса самолетовождения в виртуальном и реальном полетах. ^^
- 4. 5. Бортовое и наземное исполнение электронного средства обучения ПНО

Безопасность полетов определяется большим числом разнообразных факторов. Наряду с другими составляющими в их число входят и такие, как [21], [51], [79], [131]:

• состояние систем и оборудования воздушных судов;

• квалификация, классность, уровень подготовки летного и инженерно-технического персонала, эксплуатирующего авиационную технику.

Очевидно, что для повышения уровня безопасности полетов необходимо обеспечить сбалансированный рост как эффективности (технического уровня) авиационной техники, так и подготовки летного и инженерно-технического персонала, эксплуатирующего эту технику. Подготовка и переподготовка летного и инженерно-технического персонала является одной из составляющих процесса обеспечения и поддержания летной годности самолета и его оборудования, в состав которого входит и Пилотажно-навигационное оборудование ПНО.

Мировая и отечественная практика показывает, что в вопросах повышения уровня подготовки авиационных специалистов огромную роль играют тренажеры. Однако полноразмерные тренажеры с натуральной подвижной кабиной самолета и реальным бортовым оборудованием очень дороги в изготовлении и при эксплуатации. Это делает их труднодоступными особенно для средних и мелких российских авиакомпаний, А именно, как показывает российская и мировая статистика, на долю последних приходится наибольший процент летных происшествий и катастроф. Кроме того, использование полноразмерного комплексного тренажера для получения квалификационных навыков при работе с отдельными бортовыми системами, тем более для инженерно-технического персонала, нецелесообразно.

В настоящее время в международной организации «Евроконтроль» развивается практика создания крупных тренажерных центров для централизованного обучения персонала различных авиакомпаний. В России такой практики не существует. Кроме того, не приходится ожидать появления в межъевропейских центрах тренажеров для авиалайнеров российского производства.

Проблемам создания полноразмерных тренажеров и их программно-математического обеспечения (ПМО) посвящено большое количество работ, в том числе работы таких ведущих ученых ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, как академика АН СССР А. А. Красовского и учеников его школы [60] - [62], а также проф. В. А. Боднера [10 ].

Однако в этих работах рассматриваются всевозможные аспекты разработки именно больших стендов-тренажеров и их программно-математического обеспечения. Экономическая сторона вопроса, в том числе в виде требований к допустимым потребляемым вычислительным ресурсам, и, следовательно, стоимости необходимой вычислительной техники, в этих работах не затрагивается.

С другой стороны, зарубежные и отечественные публикации свидетельствуют о все более активном использовании в учебных процессах компьютерных технологий, основанных в том числе на анимационных свойствах графических пакетов. Это положение относится и к учебным процессам повышения квалификации авиационного персонала. Методические и некоторые практические аспекты разработки электронных тренажеров рассмотрены в работах кафедры «Технической эксплуатации авиационных электросистем и ПНК» МГТУ ГА [69], [70], [73] - [75], [77], [78].

Взгляд на проблему создания электронных учебных средств с точки зрения производителя бортового оборудования освещает еще одну сторону данного вопроса. В настоящее время в мировой практике Электронные средства обучения (ЭСО) рассматриваются как неотъемлемая часть конкурентоспособной продукции. Интерактивное обучение с помощью компьютеров входит в программу эксплуатационной послепродажной поддержки выпускаемых фирмами изделий высоких технологий [19], [109]. К их числу относятся изделия авионики, в рассматриваемом здесь случае — ПНО.

В Технические задания на вновь разрабатываемую отечественную авиационную технику, в том числе ПНО, отдельными специальными пунктами включаются требования на сопровождающую документацию в электронном виде и на наличие учебно-тренировочных средств в виде пакета программ для ПЭВМ [123]. Некоторые российские и экс-российские самолетостроительные фирмы выставляют дополнительное требованиеналичие в Вычислительной системе самолетовождения (ВСС), входящей в ПНО, встроенного бортового имитационного режима, предназначенного для осуществления функционального контроля алгоритмов и допускающего его использование в качестве встроенного тренажера.

Первое упоминание о бортовом режиме «Имитация» в виде нескольких строк относится к публикации [51]. Разрабатываемые в тот же период времени в «МИЭА» Навигационные комплексы обеспечивали аналогичный встроенный в БЦВМ имитационный режим. Краткие сведения о работе режима из [51], анализ его программной реализации в «МИЭА» и опыта его эксплуатации показывает, что имитационный алгоритм-прототип:

• представлял собой единственную контрольную задачу, обеспечивал работу лишь малой части алгоритмов НК в имитационном режиме и не мог рассматриваться в качестве встроенного тренажера;

• программная реализация и способ включения не обеспечивали надежной защиты от его ложного срабатывания в реальном полете.

Развитие имитационного алгоритма до его современного состояния, рассматриваемого в работе, было выполнено автором в основном в девяностые годы. В настоящее время объединение этого направления работ в «МИЭА» с методическими и практическими подходами, развиваемыми в МГТУ ГА, позволяют говорить о создании на основе имитационных алгоритмов учебно-тренировочного пакета программ, названного Электронным средством обучения Пилотажно-навигационного оборудования ЭСО ПНО.

ЭСО, разрабатываемое фирмой-производителем ПНО, объединяющее в одном программном продукте электронную техническую документацию и встроенный тренажер, использующий имитационные виртуальные модели, предлагается включить в систему поддержания летной годности ПНО.

Таким образом, тема данной работы, целью которой является обеспечение безопасности полетов путем совершенствования систем подготовки и переподготовки летного и инженерно-технического персонала, является актуальной.

В работе получены следующие основные результаты:

1. Предложен принцип построения Электронного средства обучения (ЭСО), основанного на компьютерных технологиях, которое должно разрабатываться фирмой-производителем ПНО одновременно с разработкой самого ПНО, сопровождать это оборудование на всем протяжении его жизненного цикла и входить в систему поддержания летной годности данного оборудования.

2. Предложен состав ЭСО в виде статических и динамических разделов. Разработаны требования к функционированию и реализации динамических разделов в виде сочетания имитационного программного обеспечения (ПО) и основного бортового ПО ВСС. Рассмотрены два варианта реализации динамических разделов (встроенного тренажера): наземный и бортовой.

3. Разработаны:

• структура имитационного ПО,.

• редуцированные модели ядра Имитационного ПО в виде модели динамики пространственного траекторного движения самолета,.

• редуцированные модели управляющих систем пилотажного комплекса и измерительных навигационных систем с их ошибками.

4. Разработано имитационное алгоритмическое и программное обеспечение, встроенное в бортовые вычислители ряда ВСС.

5. Экспериментально, методами математического и полунатурного моделирования, показана достаточность разработанных моделей и программ для обеспечения адекватности восприятия человеком-оператором процессов самолетовождения в виртуальном и реальном полетах.

6. Оценка полученных экспериментальных данных позволяет считать возможным использование идентичного имитационного ПО для обоих вариантов исполнения встроенного тренажера (бортового и наземного), снижая таким образом затраты на его разработку.

7. Предложенный принцип построения ЭСО ПНО и разработанное имитационное ПО позволит обеспечить авиакомпании различного уровня (крупные, средние, мелкие), расположенные в различных географических регионах, экономически и организационно доступным учебном средством, сочетающим в едином программном продукте электронную документацию и встроенный тренажер.

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

Первая глава посвящена анализу состояния и перспективам развития электронных средств обучения летного и инженерно-технического персонала гражданской авиации. Формулируется постановка задачи диссертационной работы. Рассматривается принцип построения ЭСО ПНО. Анализируются структура ПНО и задачи, решаемые бортовой системой автоматического самолетовождения. Формулируются требования к имитационному ПО, предлагается и обосновывается его структура.

Во второй главе излагаются основные положения методики преобразования моделей пространственного движения самолета и формулируются требования к свойствам этих моделей для целей имитационного моделирования в ЭСО. Приводятся разработанные редуцированные уравнения имитационных моделей для ряда ВСС, сопрягаемых с пилотажными комплексами (ПК) различных типов.

Третья глава посвящена имитационным моделям информационных и управляющих систем пилотажно-навигационного оборудования. Рассматриваются основные методические положения, принятые при их формировании. Приводятся варианты редуцированных моделей, разработанных для нескольких ЭСО.

В четвертой главе приводятся методика и результаты тестирования разработанного имитационного программного обеспечения, интегрированного в общий программный комплекс с бортовыми программными модулями ВСС. Подтверждается выполнение созданным программным комплексом требуемых функций в различных режимах навигации и траекторного управления. Показывается адекватность восприятия человеком-оператором процессов самолетовождения в реальном полете и в виртуальном полете при работе с разработанным имитационным обеспечением в режимах математического и полунатурного моделирования. Рассматриваются бортовая, в составе ВСС, и наземная (на ПЭВМ) реализации ЭСО ПНО. Приводятся сведения по вычислительным ресурсам, потребовавшимся для бортовой реализации имитационных алгоритмов в ПНО самолетов АН-70, АН-148, а также в автономной спутниковой системе СНС-3.

Материалы, представленные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались:

• на семинаре отдела 943 и секции НТС отделения 200 МИЭА в 1989;1990 г.;

• на юбилейной научно-технической конференции ЛИИ им. М. М. Громова в 1991 г.;

• на Международной научно-технической конференции «Гражданская авиация на рубеже веков», посвященной 30-летию со дня основания МГТУ ГА, 2001 г.;

• на Международной научно-технической конференции «Гражданская авиация, но современном этапе развития науки, техники и общества» МГТУ ГА, 2003 г.;

• на III международном симпозиуме «Аэрокосмические приборные технологии» АПТ'04, ГУАП, 2004 г.;

• на юбилейной Международной научно-практической конференции «Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров», ПГУ г. Пенза, 2004 г.

Основные результаты работы опубликованы в 11 печатных работах (из них 2 в соавторстве [102], [128], и 9 единолично [87] - [95]), а также 10 рукописных работах — отчетах по НИР, выпущенных в ОАО «МИЭА» [26], [41] - [49].

На защиту диссертационной работы выносится:

1. Принцип построения Электронного средства обучения Пилотажно-навигационного оборудования.

2. Структура имитационной части ЭСО, идентичная для бортового и наземного исполнения.

3. Методика преобразований математических моделей объекта «ПНОсамолет — воздушная среда» для целей имитационного моделирования в ЭСО. Требования к свойствам этих моделей с учетом требований смежных дисциплин (навигации и управления) и ограничений на потребляемые вычислительные ресурсы.

4. Редуцированные математические модели динамики траекторного движения самолета, Пилотажных управляющих систем и Навигационных информационных систем.

5. Разработанное имитационное ПО, методика и результаты тестирования интегрированного программного комплекса «Имитационное ПО — Вычислительная система самолетовождения из состава ПНО» в различных режимах навигации и траекторного управления.

Результаты работы модуля «Имитационная модель САУ при наборе высоты» сравнивались с аналогичными параметрами процесса набора высоты, полученными на стенде полунатурного моделирования МСК-П для отработки пилотажной системы ВСУПТ-334 самолета ТУ-334 (рис. 4.15). В состав стенда входит полная «пилотажная» модель динамики движения объекта [12], аналогичная (2.11)^(2.29), и реальная аппаратура ВСУПТ-334.

Поскольку характеристики указанных самолетов и двигателей имеют существенные различия, здесь можно осуществлять только качественное сравнение процессов.

Анализ показывает, что алгоритмы программного управления (3.89) — (3.93) совместно с разработанной имитационной моделью динамики траекториого движения обеспечивают реализацию виртуального типового режима набора высоты. Они могут быть использованы в ЭСО для воспроизведения режима виртуального управления профилем полета через ПУ САУ.

4.1.6. Тестирование имитационной модели САУ в режиме крейсерского полета. град 8.

6 4 2 О.

Teta.

——j— I.

————— сек.

500 метр

3000 2000 1000 О.

О 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 град.

Alfa —— Тапзад Tan рг.

Ж—-—.

—'- У' ь : — Н* - | ¦ '.

— 2.

50 100 150. .200 250l300 3SL.. 400 450 500 сек.

Рис. 4.14 а Параметры набора высоты с постоянной приборной скоростью.

Vpr= 163 м/сек Имитационная модель САУ.

Имитационная модель динамики движения в вертикальном канале.

0,7 0.6 0.5 0,4.

0.3.

ЯНН м.

600 800 1000 1200 1400 сек.

2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 I 0.

-.MfiV^si'J.

Teta.

600 800 1000 1200 1400 сек мет.

1400 сек.

Рис. 4. 4 б Параметры набора высоты с постоянным числом М — 0.65 Имитационная модель САУ.

Имитационная модель динамики движения в вертикальном канале.

Рис. 4.15. Типовой набор высоты. МСК-П. Полная модель объекта ТУ-334. Реальная аппаратура ВСУПТ-334.

Аналогично предыдущему пункту тестирование имитационной модели полета на эшелонах осуществляется при совместном моделировании программного управления в режиме крейсерского полета (см. «Имитационная модель САУ в режиме крейсерского полета», п. 3.4.2) и модели динамики траекторного движения самолета в вертикальной плоскости. По-прежнему используется модель стандартной атмосферы и «Банк данных характеристик самолета и двигателя» [43], [44], [45], [47].

КР.

Тестируется режим двухканального управления &-зад — &-пр + ^ $ и.

Зруд ~ друд пр +^руд (3−98) совместно с имитационной моделью движения центра масс при тангажном САУ.

Результаты тестирования приведены в Приложении 3. Анализ показывает, что предлагаемые алгоритмы программного управления в режиме крейсерского полета совместно с моделью динамики траекторного движения самолета обеспечивают имитацию виртуального полета на эшелонах и могут быть использованы в ЭСО ПНО.

Как в виртуальных режимах набора высоты, так и в крейсерском режиме разработанная имитационная модель динамики траекторного движения самолета не только обеспечивает выполнение задаваемого профиля полета, но и имитирует изменение оставшегося количества топлива на борту.

4.2 Реализация и тестирование имитационных моделей информационных систем пилотажно-навигационного оборудования.

Процесс разработки и отладки программного обеспечения имитаторов информационных систем содержит все уже упоминавшиеся в начале раздела этапы разработки, отладки и тестирования ПО. Однако здесь доказательство пригодности разработанных моделей измерительных систем в наибольшей степени относится к принимаемым моделям ошибок этих систем.

Ниже приведены как некоторые нетривиальные результаты тестирования имитаторов навигационных измерительных систем, так и экспериментальные доказательства приемлемости тех или иных принятых упрощений для их использования в имитационном ПО учебно-тренировочного средства.

4.2.1. Тестирование модели Бесплатформенной инерциальной системы модели БИНС).

Проверка вычисления так называемых «идеальных» параметров вектора измерения^бинс 1 (3−12), (3.13), (3.14), без учета ошибок измерений AZБинс } (3.19), производится обычными способами, как и тестирование любого программного обеспечения, и здесь не рассматривается. С точки зрения приемлемости имитационных моделей для ЭСО покажем результаты тестирования модели ошибок БИНС (3.20) — (3.21).

Автономно имитационная модель ошибок БИНС тестировалась на траекториях полета четырех типов: по прямой, а именно по меридиану на Север, tnojiema =1 — 1,5 часапо маршруту, рассмотренному в п. 4.1.3 (рис. 4.4), tn0Jiema — 1 час — по протяженному маршруту от Москвы в направлении Анадыря (в восточном направлении), tn0Jiema =10 часов;

При этом поведение ошибок БИНС имитационной модели сравнивалось с поведением ошибок БИНС достаточно полных моделей, принятых как в «ДИНО» МСК ВСС-70 (полет по траектории рис. 4.4), так и в работе [35] при полете по протяженному маршруту. Модель ошибок БИНС, принятая в «ДИНО» [122], представлена в Приложении 3.

При моделировании на МСК были приняты следующие параметры БИНС:

• дрейфы гироскопов vx = vy = vz = 0.016 гр/ча ;

2 2.

• ошибки акселерометров Аах = Аау= 0.0001 м/сек, Aaz = 0.001 м/сек ;

• ошибки ориентации математической платформы, а = 0.3 мин, /? = —0.2 мин;

• начальные ошибки по скоростям 5V (0) = 5V2(0) = 3.5 м/сек, SVj = 0;

• начальные ошибки по координатам Scpg = дЯд = 5 мин, dSg = —Змин.

Параметры модели погрешности БИНС в имитационном ПО соответствуют:

• дрейфы гироскопов V/ =V2 =0.016 гр/ча ;

• ошибки по скоростям 5Vj = SV® = 3.5 м/сек;

• начальные ошибки по координатам 5(рд = 0.015град = 0.9 мин ,.

SAq = 0.015 град/cos.

На рис. 4.18 представлены погрешности с выхода модели БИНС из [35] (но с нулевыми начальными условиями 5V (0) = 8V2(0) = 0. м/сек, S (pg = 8Яд = Sgq =0.) при.

Рис. 4.16.

Погрешности модели БИНС в ДИНО МСК ВСС-70 при полете по короткому маршруту.

Рис. 4.17.

Погрешности модели БИНС алгоритма «Имитация» ВСС-70 при полете по короткому маршруту, ИЭВМ во. ост г. о. оо ПО. ОСТ v Xrtxwl г 1 ю. оо Х,[г1эад1.

ЭО, оо SCJ. OO 70. ОО 9D. OO, НО — О 1ЭИ. О 130.0 L70 .о.

Сравнительный анализ поведения полных моделей из [35], [122] и принятых в данной работе (3.20) — (3.21) показывает следующее:

• характер поведения скоростных погрешностей SVi и 5V2 одинаков, различие заключается в амплитуде Шулеровских колебаний, которые при полной модели являются функцией времени и траектории полета;

• характер поведения погрешностей координат Sep, SA также близки к полной моделиздесь разница в величине и зависимости от времени и траектории полета более существенна, но сохраняется общая тенденция нарастания средней (по модулю) величины по времени.

• указанные различия существенно сказываются на длительных полетах и слабо заметны на 1.5 — 2-х часовых полетах.

Полнота моделей, учет большого числа факторов, влияющих на результирующую точность БИНС, используемые в [35], [122], необходимы для целей синтеза алгоритмов коррекции (фильтрации, оценивания), проверки и отладки бортового ПО КОИ на этапах математического моделирования и полунатурного моделирования на МСК в условиях, приближенных к реальному полету.

При использовании в имитационных моделях БИНС ошибок в предлагаемом виде бортовые алгоритмы фильтрации (КОИ) работают в менее жестких, чем реальный полет, условиях. Однако рассмотренные зависимости (3.20) — (3.21) воспроизводят основные физические свойства ошибок реальной БИНС, а именно наличие в них Шулеровских колебаний. Тем самым создается виртуальная среда, близкая к реальной с точки зрения демонстрации работы алгоритмов оценивания (фильтрации) и коррекции в учебно-тренировочных целях.

4.2.2. Тестирование модели Системы воздушных сигналов (модели СВС). Поскольку результаты тестирования основных зависимостей вычисления параметров вектора измерения СВС уже приведены в разделе 4.1.4 (тестирование модели стан.

Ттек ш.

0,25.

— л.

-—-——•—,—- * ^.

-— dFi ¦dLa.

— 0,05.

Ттек.

Рис. 4.19. Погрешности имитационной модели БИНС при длительном полете в.

Восточном направлении. дартной атмосферы), здесь приведем результаты тестирования параметров «Барокоррек-ции», т. е. вычисления относительных высот Н0мн1СВС и ^ опт 2 С ВС (текущей высоты полета самолета относительно уровня моря и уровня аэродрома).

Показать весь текст

Список литературы

Авиационные приборы и навигационные системы. Под ред. Бабича О. А. М.: Изд. ВВИА им. проф. Жуковского Н. Е., 1981,647с.
Агаджанов П.А., Воробьев В. Г., Кузнецов А., Маркович Е. Д. Автоматизация самолетовождения и управление воздушным движением. М.: Транспорт, 1980, 357с.
Аэромеханика самолета. Под ред. Бочкарева А. Ф. М.: Машиностроение, 1977,415с.
Аэромеханика самолета. Под ред. Бочкарева А. Ф. М.: Машиностроение, 1985, 357с.
Бабич О.А. Обработка информации в навигационных комплексах. М.: Машиностроение, 1991,511с.
Белогородский Л. Автоматизация управления посадкой самолета. М.: Транспорт, 1972, 350с.
Беляевский Л. С, Новиков B.C., Олянюк П. В. Основы радионавигации. М.: Транспорт, 1982,287с.
Боднер А.А., Закиров Р. А., Смирнова И. И. Авиационные тренажеры. М.: Машиностроение, 1978,192с.
Боднер В.А. Системы управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1973, 503с.
Бортовые системы управления полетом. Под ред. Байбородина Ю. В. М.: Транспорт, 1975, 336с.
Бронштейн И.Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. М.: Наука, 1981,718с.
Буков В.Н. Пилотажные и навигационные системы. Часть 2. Пилотажные системы, (материалы лекций). М.: Изд. ВВИА им. проф. Жуковского Н. Е., 1986,233с.
Бюшгенс Г. С, Студнев Р. В. Динамика самолета. Пространственное движение. М.: Машиностроение, 1983, 319с.
Василинин В.Н. Автоматизированное вождение тяжелых самолетов. М.: Воениздат МОСССР, 1973,199с.
Викторов В.В., Зеленухин А. И., Бутылин В. И. и др. Основные принципы создания системы интегрированной логистической поддержки эксплуатации самолетов ОКБ Сухого. // Общероссийский научно-технический журнал «Полет», М.: Машиностроение, 2004, с.70−73.
Воробьев В.Г., Кузнецов СВ. Автоматическое управление полетом самолетов. М.: Транспорт, 1995,448с.
Воробьев В.Г., Зыль В. П., Кузнецов СВ. Основы теории технической эксплуатации пилотажно-навигационного оборудования. М.: Транспорт, 1999, 335с
Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС Под ред. Хари- сова В.Н., Петрова А. И., Болдина В. А. М.: ИПРЖР, 1999, 399с.
Голованов Н.А., Утяцкий А. Г., Невская И. Р., Казанцев Б. И. и др. Математическое описание типового моделирующего стендового комплекса для отработки пилотажного оборудования. Отчет по НИР 1871, Книга 4. М.: МИЭА, 1985, 86с.
Голованов Н.А., Зайцева Н. А., Кочнева Е. В. Двухступенчатый субоптимальный фильтр для обеспечения полетов на малых скоростях. // Авиакосмическое приборостроение. № 5/2002. М.: 0 0 0 изд. Научтехиздат, 2002, с.25−30.
Голованов Н.А., Зайцева Н. А., Кочнева Е.В, Ткачева Т. П. Двухступенчатый фильтр для решения задачи «висение». // Авиакосмическое приборостроение. № 5/2002. М.: 0 0 0 изд. Научтехиздат, 2002, с.31−35.
Горбатенко А., Макашев Э. М., Полушкин Ю. Ф., Шефтель Л. В. Механика полета (инженерный справочник). М.: Машиностроение, 1969,419с.
Горбунов Д.А., Мамаев В. Я., Петров К. К. Электронное учебное пособие для подготовки оператора-навигатора. // Сборник трудов Международного симпозиума «Аэрокосмические приборные технологии», С-П.: ГУАП, 2004, с.78−79.
ГОСТ 21 036–75. Система «человек-машина». Тренажеры. Термины и определения. — М: Изд-во стандартов, 1975,7с.
ГОСТ 20 058–80 — 86. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения, М.: Изд-во стандартов, 1981, 51с.
ГОСТ 26 387–84. Система «Человек — машина». Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1985, бс.
ГОСТ 4401–81. Атмосфера стандартная. Параметры. М.: Изд-во стандартов, 1981, 179с.
Грошев В.В., Зайцева Н. А. и др. Под общей редакцией Голованова Н.А. Синтез алгоритмов навигации интегрированной спутниковой навигационной системы. Научно-технический отчет. Часть I. М., АООТ МИЭА, 1997, 108с.
Гуськов Ю.П., Загайнов Г. И. Управление полетом самолетов. М.: Машиностроение, 1980,214с.
Динамика самолета как объекта управления. Учебное пособие. Под ред. Сурина В. П. М.: Изд МАИ им. Орджоникидзе, 1983,61с.
Зыль В.П., Кузнецов СВ., Комаров В. Ю., Перегудов Г. Е. Применение технологий мультимедиа для изучения авиационного оборудования // Современные научно-технические проблемы ГА: Тезисы докладов МНТК / М.: МГТУ ГА, 1996, с. 119.
Зыль В.П., Перегудов Г. Е., Комаров В. Ю., Гусев А. А., Барраза А. Л. и др. Разработка компьютерных технологий обучения инженерно-технического состава для ТоиР авионики ВС ГА. // Научный вестник МГТУ ГА № 3, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 1998,0.37−46.
Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И. Р. Методика математического моделирования задач траекторного управления ПНК. Отчет по НИР 1304, 1306. Per. № 214−4-18−87. М.: МИЭА, 1987, 65с.
Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И. Р., Русинова И. С, Родионова М. А. и др. Автоматическое траекторное управление тяжелыми самолетами. Аналитический обзор. Отчет по НИР 1306. 6ВНТ0. 013−214−87 М.: МИЭА, 1987,226с.
Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И. Р., Шахова Т. Г. Описание пакета прикладных программ моделирования траекторного движения в вертикальной плоскости. Отчет по НИР 1304. Per. № 214−2-36−87. М.: МИЭА, 1987, 63с.
Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И. Р., Воинова Н. И. Исследование траекторного движения самолета для обеспечения задач автоматического самолетовождения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Отчет по НИР 1306 Per. № 943−4-45-
Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И. Р., Войкова Н. И. Математическое моделирование задач траекторного управления ПНК. Отчет по НИР. Тема 1306. Per. № 940−3-233−88. М.: МИЭА, 1988, 65с.
Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И. Р., Шахова Т. Г., Каратыгинская В. В. Разработка пакета прикладных программ «Траектория». Отчет по НИР 1304, Per. № 943−4-43−88. М.: МИЭА, 1988, 29с.
Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И. Р., Русинова И. С. Исследование алгоритма ТВЗ в замкнутом контуре траекторного управления. Отчет по НИР, Per. № 943−4-57−89. М.: МИЭА, 1989,23с.
Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И. Р. и др. Описание алгоритма «Подыгрыш» НВС ПНПК-77. Техническая записка по НИР 2423. Per. № 943−4-61−89. М.: МИЭА, 1989, 50с.
Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И. Р., Шахова Т. Г. Моделирование типового режима набора высоты с использованием алгоритма программного движения центра масс. Техническая записка по НИР 2423. Per. № 943−4-50−89. М.: МИЭА, 1989, 26с.
Кирст М.А. Навигационная кибернетика полета. М.: Военное издательство МО, 1971,182с.
Козарук В.В., Ребо Я. Ю. Навигационные эргатические комплексы, М.: Машиностроение, 1986, 287с.
Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1974,831с.
Красовский А.А. Системы автоматического управления полетом пилотируемых летательных аппаратов. М.: Изд. ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 1971, 498с.
Красовский А.А. Системы управления полетом и их аналитическое конструирование. М.: Наука, 1973, 558с.
Красовский А.А., Буков В. Н., Шендрик B.C. Универсальные алгоритмы оптимального управления непрерывными процессами. М.: Наука, 1977,270с.
Красовский А.А., Белоглазов И. Н., Чигин Г. П. Теория корреляционно- экстремальных систем. М.: Наука, 1979, 447с.
Красовский А.А., Лебедев А.В, Невструев В. В. Теоретические основы пилотажно- навигационных комплексов. Изд. ВВИА им. проф. Жуковского Н. Е., 1981, 372с.
Красовский А.А. Декомпозиция и синтез субоптимальных адаптивных систем. // Известия АН СССР. Техническая кибернетика. 1984. № 2, с. 157−165.
Красовский А.А. Математическое моделирование и компьютерные системы обучения и тренажа. М: Изд. ВВИА им. Жуковского, 1989, 255с.
Красовский А.А., Лопатин В. И., Наумов А. И., Самолаев Ю. Н. Авиационные тренажеры. М.: Изд. ВВИА им. Жуковского, 1992, 320с.
Красовский А.А. Основы теории авиационных тренажеров. М.: Машиностроение, 1995,303с.
Крельберг М.Д. Выбор параметров автопилота угла наклона траектории. // Аэрокосмическое приборостроения России. Серия 2. Авионика. Выпуск 3. Санк-Петербург, 1999, с.88−101.
Кринецкий Е.И., Александровская Л. И. Летные испытания систем управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1975,192с.
Крюков СП., Ким Ю.В. Введение в прикладную теорию инерциальной навигации. М.:МИЭА, 1987,113с.
KT-I78B. Требования к программному обеспечению бортовой аппаратуры и систем при сертификации авиационной техники, М.- Межгосударственный Авиационный Комитет, Авиационный регистр, 2003.
КТ-200А Обработка аэронавигационных данных. Квалификационные требования (проект). М.: Межгосударственный Авиационный Комитет. Авиационный регистр, 2004.
Кузнецов СВ., Перегудов Г. Е., Комаров В. Ю. Анализ состояния развития авиационных эксплуатационных тренажеров и их классификация // Совершенствование авиационного оборудования: межвуз. Сб. Научн. Тр. / М.: МГТУ ГА, 1996.
Кузнецов СВ., Зыль В. П., Перегудов Г. Е., Комаров В. Ю. Применение технологий мультимедиа для изучения авиационного оборудования. Назл1ный вестник МГТУ ГА, М.: 1997,45−54с.
Кузнецов СВ. Анализ структуры современных комплексов и систем авионики воздушных судов гражданской авиации. // Научный вестник МГТУ ГА № 3, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 1998.
Кузнецов СВ., Зыль В. П. Новые концепция и методология подготовки и переподготовки инженерно-технического состава гражданской авиации по авионике современных типов ВС // Научный вестник МГТУ ГА № 3, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 1998, с.27−36.
Кузнецов СВ., Гусев А. А., Ражин Д. А. и др. Разработка компьютеризированного учебника по автоматическому управлению полетом самолетов. // Современные научно-технические проблемы ГА: Тезисы докладов МНТК / М.: МГТУ ГА, 1999, C.168.
Кузнецов СВ. Об отражении в проектах федеральных авиационных правил концепции подготовки и переподготовки инженерно-технического персонала гражданской авиации по авионике. // Научный вестник МГТУ ГА № 48, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 2002, с. 10−17.
Кузнецов СВ., Зыль В. П. Состояние и прогноз оснащения авионикой парка магистральных пассажирских самолетов российских авиакомпаний. // Научный вестник МГТУ ГА № 48, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 2002, с.7−9.
Кузнецов СВ., Осипцов А. В., Перегудов Г. Е. Виртуальное моделирование систем и комплексов авионики. // Научный вестник МГТУ ГА № 48, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 2002, с.65−71.
Лигум Т.И. Аэродинамика и динамика полета турбореактивных самолетов. М.: Транспорт, 1979,319с.
Лигум Т.И., Скрипниченко Ю., Шишмарев А. В. Аэродинамика самолета ТУ- 154Б. М.: Транспорт, 1985, 263с.
Лимарь Оценка адекватности информационных моделей, используемых в авиационных тренажерах. // Научные чтения по авиации, посвященные памяти Н. Е. Жуковского. Тезисы докладов. М.: ВВИА им. проф. Жуковского, 2003, с. 47.
Мамаев В.Я. Оценка знаний на основе эталона в компьютерном тренажере оператора-навигатора. // Сборник трудов Международного симпозиума «Аэрокосмические приборные технологии», С-П.: ГУАП, 2004, с.77−78.
Михалев И.А., Окоемов Б. Н., Чикулаев М.С Системы автоматического управления самолетом. М.: Машиностроение, 1987, 239с.
Морозов В.П. Курс сфероидической геодезии, М.: Недра, 1979, 299с.
Невская И.Р. Алгоритм имитационного моделирования в БЦВМ. // Международная научно-техническая конференция «Гражданская авиация на рубеже веков». Тезисы. М.:МГТУ ГА, 2001,0.136.
Невская И.Р. Алгоритм имитационного моделирования в БЦВМ. // Научный вестник МГТУ ГА № 48, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 2002, с.72−77.
Невская И.Р. Алгоритмическое обеспечение имитатора траекторного движения самолета в электронном средстве обучения вычислительной системы самолетовождения. // Научный вестник МГТУ ГА № 71, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2003, с.90−96.
Невская И.Р. Аспекты разработки электронного средства обучения вычислительной системы самолетовождения. // Сборник трудов Международного симпозиз^а «Аэрокосмические приборные технологии», С-П.: ГУАП, 2004, с.56−59.
Невская И.Р. Имитационная модель режима набора высоты в электронном средстве обучения вычислительной системы самолетовождения. // Научный вестник МГТУ ГА № 89, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2005 с.97−103.
Общеевропейские нормы летной годности — стандарт 1А (JAR-STD 1 А), р.26.
Общеевропейские нормы летной годности — стандарт 2А (JAR-STD 2А), р. 14.
Общеевропейские нормы летной годности — стандарт ЗА (JAR-STD ЗА), р. 16.
Общеевропейские нормы летной годности — стандарт 4А (JAR-STD 4А), р. 16.
Осипцов А.В. Применение технологий E-LEARNING в электронном средстве «Курс обучения ВСУП-85». // Сборник трудов Международного симпозиума «Аэрокосмические приборные технологии», С-П.: ГУАП, 2004, с.59−61.
Осипцов А.В., Невская И. Р. Международные стандарты компьютерного моделирования и электронной технической документации авионики. // Научный вестник МГТУ ГА № 71, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2003, с.85−89.
Остославский И.В., Стражева И. В. Динамика полета. Траектории летательных аппаратов. М. Машиностроение, 1969,499с.
Остославский И.В., Стражева И. В. Динамика полета. Устойчивость и управляемость летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1965,467с.
Перегудов Т.Е., Кузнецов СВ. Методические аспекты разработки электронных тренажеров авионики. // Научный вестник МГТУ ГА № 71, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2003, C.74−8D.
Перегудов Г. Е., Осипцов А. В. Практические аспекты разработки электронных тренажеров авионики. // Научный вестник МГТУ ГА № 71, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2003, с.81−84.
Развитие авиационной науки и техники в СССР. Историко-технические очерки. М.: Наука, 1980., 49бс.
Расчет и анализ движения летательньк аппаратов. Инженерный справочник. М.: Машиностроение, 1971,352с.
Склянский Ф.И. Динамика полета и управляемость тяжелых реактивных самолетов. М.: Машиностроение, 1976,207с.
Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000, 267с.
Соловьев Ю.А. Спутниковая навигация и ее приложения. М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2003,325с.
Сосновский А.А., Хаймович И. А. Авиационная радионавигация М,: Транспорт, 1980,255с.
Сосновский А.А., Хаймович И. А. Радиотехнические средства ближней навигации и посадки летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1975, 199с.
Справочник авиационного штурмана. Под редакцией генерал-майора авиации Соколова В. И. М.: Воениздат МО СССР, 1957,415с.
Сурин В.П., Зорина О. П., Мальцев Ю. И. и др. Оптимизация траекторий полета по сложному профилю. Программный комплекс. Отчет по НИР. Книга 1. Тема 51 610−106 «В». М.: МАИ, кафедра 106.1988, 82с.
Техническое задание на программирование алгоритма «Имитация» в ЦВМ 80−404−01 ВСС-70, М.: МИЭА, 1997.
Техническое задание на программирование математического имитатора «Динамика» МСК-Н. М.: МИЭА, 1997.
Техническое задание на разработку Вычислительной системы самолетоволс- дения самолета Ан-148. Москва, Киев, 2003 г.
Харин Е.Г. Комплексная обработка информации навигационных систем летательных аппаратов. М.: изд. МАИ, 2002,259с.
Хиврич И.Г., Миронов Н. Ф., Белкин A.M. Воздушная навигация. М.: Транспорт, 1984, 328с.
Черный М.А., Кораблин В. И. Самолетовождение. М.: Транспорт, 1973, 367с.
Чугунов О.Д., Невская И. Р., Воронин А. Н. и др. Теоретико — экспериментальный метод оптимизации систем директорного управления летательными аппаратами. // Эргатические системы управления. Киев: Наукова думка, 1974, с.50−68.
Шаламов А.С. К вопросу о логистике и интегрированной логистической поддержке. // Научный вестник МГТУ ГА № 71, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2003, с.21−28.
Шишкин В.В. Принципы модернизации комплексных тренажеров экипажей летательных аппаратов. // Научный вестник МГТУ ГА № 48, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 2002, с.48−56.
Шишкин В.Г. Проблемы безопасности полетов на тяжелых самолетах (человеческий фактор). Иваново: Ивановская газета, 2002, 224с.
Энциклопедический словарь. Том 3. Гос. Научное издательство «Большая советская энциклопедия». М.: 1956, 744с.

Заполнить форму текущей работой