Ответы на экзаменационные билеты № 1-24 по дисциплине "Механика полета" (Типовые законы управления рулями ЛА. «Мгновенный» и «фактический» промах), страница 24

Существенно улучшается согласование предшествующего участка траектории с экспоненциальной программой изменения высоты, если не фиксировать заранее значения Tэ  и  Нн = Нэ,  а  вычислять их в ходе полета, исходя из следующих условий в момент   t = tн:

;

;

;

.

Заранее задается только допустимый уровень нормального ускорения .

Из соотношений (2) и (3):

   или

            (*)

Из  (0), (1) и (2):     

Подставив сюда выражение для ТЭ   по (*), получаем

, что дает условие для фиксации момента tH:

, то есть переход на «экспоненциальное уравнение» осуществляется в момент, когда

                                                                            (**)

По  из (*) определяется ТЭ; все параметры экспоненциальной программы оказываются определенными и наилучшим образом согласованными с условиями задачи.

;                       ;

 при

Экспоненциальная программа не оптимальна – затягивается выход на НМВ.  Этот недостаток ослабляют, например, делая ТЭ  убывающей функцией времени.

Использование экспоненциальной программы естественно, если в момент ее включения процесс Н(tуже изменяется в направлении НК.  Желание расширить область возможных сочетаний начальных условий привело к предложению использовать программу, формируемую как решение дифференциального уравнения

с начальными условиями:

x0 = HH   и     (в дальнейшем для определенности полагаем Т12).

Однако, решение этого уравнения при  имеет вид:

Разность двух экспонент с различными постоянными времени может приводить к немонотонному характеру процесса Н(t). Условие монотонности:

соответствует "подныриванию" ЛА под чисто экспоненциальную программу с соответствующей постоянной времени в начале движения по ней.

Чем больший выигрыш по снижению второй производной в момент начала движения по программе "с двумя экспонентами" мы имеем, тем сильнее может проявиться немонотонность изменения программы.

При  Т1 = Т2 = ТЭ

В этом случае для монотонности процесса Н(t) требуется строгое равенство

, соответствующее условию включения чисто экспоненциальной программы. Время выхода на малую высоту при этом удваивается по сравнению с временем движения по программе с одной постоянной времени ТЭ.

Выход из пикирования производится на высоту НМВ, априорно выбранную с запасом (по оценкам ошибок измерения высоты, неровности подстилающей поверхности, возможной амплитуды колебаний высоты полета). В процессе выхода на малую высоту производится уточнение фактического минимального превышения высоты полета над подстилающей  поверхностью и подстройка установки НМВ. Таким образом, осуществляется адаптация к фактическим условиям полета.

Влияние параметров алгоритма управления на критические параметры полета достаточно сложно (уровни установок J1 и ограничения на скорость их изменения одновременно влияют практически на всю совокупность ограничиваемых переменных). Требуется еще и учет влияния ветровых порывов, вариаций атмосферных условий, характеристик ЛА, его двигательной установки и СУ. Поэтому синтез ведется в несколько приближений: после выбора структуры закона управления и первой аналитической оценки  его параметров на основе только что изложенных соображений проводится серия расчетов – моделирование с использованием полной пространственной системы уравнений динамики управляемого полета с целью уточнения номинальных настроек и их влияния на ограничиваемые параметры полета. На заключительном этапе синтеза решается задача линейного программирования на минимизацию дистанции снижения с учетом ограничений. Влияние вариаций параметров на критерий оптимальности решения и на ограничиваемые величины считается аддитивным:

при       (по всем режимам полета и всем  контролируемым ограничениям на поведение ЛА);

 - поправки к выбранным настройкам,

 и  - коэффициенты влияния,

 - ограничения.

Результаты синтеза проверяются статистическим моделированием, полунатурным моделированием с реальными рулевыми приводами и прибором инерциальной навигации и автопилотирования. Заключительным этапом проверок являются летные испытания ЛА.