1. Техническое задание

Провести синтез системы стабилизации (ССт) в продольной плоскости статически устойчивого ЛА для двух режимов полета - максимальной ( V_max ) и минимальной ( V_min ) скоростей. ЛА осуществляет полет в двух режимах: режиме программного управления углом тангажа и режиме самонаведения. В режиме программного управления система стабилизации отрабатывает сигнал заданного угла тангажа от системы траекторного управления. В режиме самонаведения осуществляется наведение ЛА на цель по методу пропорциональной навигации.

Синтез ССт должен включать в себя:

• выбор структуры ССт;

• выбор элементов ССт;

• расчет параметров элементов ССт;

ССт должна быть рассчитана с использованием исходных данных, приведенных в разделе 1.2 и соответствовать требованиям, приведенным в разделе 1.1.

1. Технические требования к системе стабилизации

Система стабилизации должна удовлетворять следующим техническим требованиям (ТТ).Система стабилизации должна быть устойчивой и иметь следующие показатели:

• запасы устойчивости по амплитуде А > 8 ... 10 дБ ;

по фазе  > 45 ... 50° ;

По нормальному ускорению:

• быстродействие t ₀ < 0,3 с ;

• показатель колебательности М < 1,5 ;

Статическую ошибку (см. Таблицу 01, Приложение 01)

• по угловой скорости тангажа  < заданной ;

• по нормальному ускорению  j _н < заданной.

• По углу тангажа - <1°

2. Исходные данные

Летательный аппарат:

• аэродинамическая схема - нормальная;

• режим полета - горизонтальный на заданной высоте H, км (см. Таблицу 02, Приложение 01);

• скорость полета V, м/с (см. Таблицу 03, Приложение 01);

• масса m, кг (см. Таблицу 04, Приложение 01);

• площадь крыла S, м² (см. Таблицу 04, Приложение 01);

• САХ крыла b_А, м (см. Таблицу 04, Приложение 01);

• мидель корпуса D = 300 мм;

• момент инерции J_z , кгм² (см. Таблицу 04, Приложение 01);

• максимальный шарнирный момент M_{ш max} , Нм (см. Таблицу 04, Приложение 01);

• тяга двигательной установки Р, Н (см. Таблицу 05, Приложение 01);

• допустимая перегрузка ЛА n _{y доп} , ед."g" (см. Таблицу 06, Приложение 01);

• максимальный возмущающий момент M _{z вз} , Нм (см. Таблицу 07, Приложение 01).

• Параметры стандартной атмосферы приведены в Таблице 08, Приложение 01.

• Изменение аэродинамических коэффициентов ЛА в зависимости от числа M приведено в Таблице 09, Приложение 01, а также на рис.01, Приложение 01.

• Параметры модели колебаний конструкции ЛА приведены в Таблице 10, Приложение 1.

• В таблице 11 Приложения 1 приведены отклонения параметров требующиеся для оценки устойчивости ССт

Система стабилизации:

• время полета ЛА t_п = 100 с, из них в режиме самонаведения t_{п сн} = 80 с

• коэффициенты передачи измерительных устройств:

  • датчика угловой скорости к_дг = 0,09 В / градс^-1;

  • датчика линейных ускорений к_длу = 0,3 В / мс^-2;

• Рулевой привод:

  • динамика РП описывается колебательным звеном;

  • максимальное отклонение руля _вmax=20°

  • коэффициент передачи обратной связи РП к_пос = 0,5 В / град руля;

  • коэффициент передачи кинематической передачи к_кп =17,45 рад руля / м;

  • коэффициент передачи ЭМП к_эмп = 20 рад СТ /А;

  • коэффициент запаса по шарнирному моменту к_н = 1,2 ... 1,5 ;

  • давление рабочего тела, подаваемого от источника питания на рулевую машинку:

  • пневматическую р₀ = 120 Н / см ²;

  • гидравлическую р₀ = 1200 Н / см ²;

  • на горячем газе р₀ = 2500 Н / см ²;

  • питание электрической рулевой машинки - от бортовой сети постоянного тока (U_ип = 27 В);

  • момент трения подвижных частей рулевого привода М_тр = 15 Нм;

• максимальный управляющий сигнал системы наведения U_{н max} = 4,5 В.

• максимальный управляющий сигнал системы стабилизации тангажа _max=5°.

Все расчеты должны быть произведены по исходным данным в соответствии с индивидуальным вариантом. Варианты различаются значениями исходных данных и содержанием раздела, выполняемого в 3-м семестре: для варианта (А) – расчет ССт в режиме программного управления углом тангажа, (Б) – расчет фильтра упругих колебаний

Вариант индивидуального задания обозначается девятизначной цифрой и буквой. см. Приложение 5.

Н апример, вариант № А

[данные берутся из таблиц  в столбцах со знаком ]

соответствует следующим табличным исходным данным :

 = 0,02 рад / с;  j _н = 2,5 м / с²; H = 5 км; V _max = 750 м / с; V _min = 450 м / с;

m =130 кг; S = 0,65 м²; b_А = 0,6 м; J_z = 23 кгм²; M _{ш max} = 35 Нм; P = 3200 Н;

n _{y доп} = 7 ед."g"; M _{z вз} = 200 Нм.

k_и=0.09; T_и=0.003с; _и=0.02.

k, ±20%

Расчет системы стабилизации тангажа.