1. Анализ технического задания

Целью выпускной квалификационной работы является разработка структурной схемы, выбор параметров и математическое моделирование устройства, определение латентности отклика коры головного мозга. При проектировании необходимо решить следующие задачи:

1. Разработка структурной схемы

2. Разработка математической модели

3. Программы моделирования динамики системы управления

4. Разработка корректирующего устройства

5. Получение результатов моделирования

Система управления полетом представляет собой совокуп­ность устройств, предназначенных для приведения в действие органов управления и обеспечивающих встречу летательного аппарата с целью или полет по заранее намеченной траектории.

Система управления полетом в наиболее общем случае состоит из системы стабилизации и системы наведения.

Система стабилизации или, точнее, система угловой стабили­зации - это группа устройств, расположенных на летательном аппарате и установившегося углового движения летательно­го аппарата. Иногда эту группу устройств называют автоматом стабилизации.

Иногда беспилотный летательный аппарат стабилизируется относительно всех трех его координатных осей.

В некоторых системах управления полетом принципиально можно обойтись без стабилизации крена, однако с целью повы­шения точности управления и улучшения условий пуска беспи­лотные летательные аппараты дополнительно снабжаются системой стабилизации угловой ско­рости крена.

Так как на летательный аппарат беспрерывно действуют возмущающие силы и моменты, автоматические системы стаби­лизации, очевидно, должны быть системами замкнутого типа. В таких системах стабилизация осуществляется путем создания управляющих моментов, направленных на уничтожение возник­шей ошибки (рассогласования).

Задача системы, в состав которой входят измеритель угловой скорости летательного аппарата и рулевой привод, состоит в том, чтобы независимо от действия возмущающих моментов сохра­нить требуемое значение угловой скорости тангажа, задавае­мое сигналом наведения.

При наличии замкнутой системы стабилизации летательный аппарат с автоматической аппаратурой образуют единую дина­мическую систему, в которой летательный аппарат является одним из элементов этой системы. При этом динамические свой­ства замкнутой системы стабилизации в заметной степени опре­деляется динамическими свойствами летательного аппарата.

В соответствии с концепцией «сложная аппаратура управления – простая ракета» разрабатываемые в КБ приборостроения ракетные комплексы строятся по двухканальной или одноканальной схеме, то есть без использования систем стабилизации. В данной выпускной квалификационной работе мы применили двухканальную схему.

2. Определение системы управления подвижным объектом.

Система управления полетом представляет собой совокуп­ность устройств, предназначенных для приведения в действие органов управления и обеспечивающих встречу летательного аппарата с целью или полет по заранее намеченной траектории.

Система управления полетом в наиболее общем случае состоит из системы стабилизации и системы наведения.

Система стабилизации или, точнее, система угловой стабили­зации - это группа устройств, расположенных на летательном аппарате и установившегося углового движения летательно­го аппарата. Иногда эту группу устройств называют автоматом стабилизации.

Иногда беспилотный летательный аппарат стабилизируется относительно всех трех его координатных осей.

В некоторых системах управления полетом принципиально можно обойтись без стабилизации крена, однако с целью повы­шения точности управления и улучшения условий пуска беспи­лотные летательные аппараты дополнительно снабжаются системой стабилизации угловой ско­рости крена.

Так как на летательный аппарат беспрерывно действуют возмущающие силы и моменты, автоматические системы стаби­лизации, очевидно, должны быть системами замкнутого типа. В таких системах стабилизация осуществляется путем создания управляющих моментов, направленных на уничтожение возник­шей ошибки (рассогласования).

Задача системы, в состав которой входят измеритель угловой скорости летательного аппарата и рулевой привод, состоит в том, чтобы независимо от действия возмущающих моментов сохра­нить требуемое значение угловой скорости тангажа, задавае­мое сигналом наведения.

При наличии замкнутой системы стабилизации летательный аппарат с автоматической аппаратурой образуют единую дина­мическую систему, в которой летательный аппарат является одним из элементов этой системы. При этом динамические свой­ства замкнутой системы стабилизации в заметной степени опре­деляется динамическими свойствами летательного аппарата.

В соответствии с концепцией «сложная аппаратура управления – простая ракета» разрабатываемые в КБ приборостроения ракетные комплексы строятся по двухканальной или одноканальной схеме, то есть без использования систем стабилизации. При двухканальной схеме управления, как в предлагаемой работе, частота вращения ракеты по крену может быть как меньше частоты собственных колебаний планера, так и выше ее. В нашем случае выбран второй вариант, поскольку предполагается отказаться от сложной системы подавления сигналов крена в каналах управления, и колебания по углам атаки от сигнала на частоте вращения по крену будут демпфироваться за счет инерционности планера.

Системой наведения будем называть группу устройств, за­дающих закон движения центра масс летательного аппарата и обеспечивающих полет по этому закону путем соответствующе­го изменения нормальных и тангенциальных управляющих сил. Другими словами, систему наведения можно определить как си­стему управления движением центра масс летательного аппара­та путем изменения управляющих сил. Соответственно под на­ведением будем понимать управление движением центра масс летательного аппарата.

Чтобы осуществить наведение, необходимо изменять направ­ление вектора скорости летательного аппарата. Так как направ­ление вектора в пространстве определяется двумя координата­ми, то для наведения летательного аппарата до­статочно, чтобы система наведения состояла из двух каналов.

Часть устройств системы наведения может быть расположе­на на самом летательном аппарате (бортовая аппаратура си­стемы наведения), другая часть может находиться вне его, т. е. на земле, корабле, самолете и так далее (наземная аппаратура си­стемы наведения).

Система наведения обычно получает и обрабатывает информацию о движении цели и летательного аппарата, на основании которой вырабатывает сигналы наведения, передает сигналы наведения на борт летательного аппа­рата, если первая функция выполняется наземной аппара­турой и преобразует сигналы наведения в нормальные управляю­щие силы.

Последняя функция выполняется группой устройств, которую условимся называть системой управления нормальными (управ­ляющими) силами.

Когда нормальные управляющие силы созда­ются посредством изменения углового положения летательного аппарата, два канала системы стабилизации являются структур­ными элементами системы наведения. Эти два канала системы стабилизации, используемые для управления нормальными си­лами, представляют собой по отношению к системе наведения некоторый сложный «объект управления».

Система наведения является замкнутой автоматической си­стемой. Это значит, что система наведения стремится уничто­жить некоторую ошибку, посылая в систему управления нор­мальными силами соответствующие сигналы. За ошибку систе­мы наведения принимается обычно отклонение какой-либо функции параметров движения летательного аппарата от зна­чений этой функции, соответствующих требуемому движению. Так, например, при наведении летательного аппарата методом совмещения за ошибку системы наведения принимается линей­ное отклонение аппарата от линии «пункт управления — цель».

В замкнутую систему наведения входит в качестве одною из звеньев объект управления: либо сам летательный аппарат, либо система стабилизации — самостоятельная замкнутая си­стема, в состав которой входит летательный аппарат. Хотя летательный аппарат и система (аппаратура) наведения как технические изделия существенно отличаются друг от друга, они вместе составляют единую динамическую систему. Поэтому под системой наведения будем понимать автоматическую систему, состоящую из аппаратуры наведения и летатель­ного аппарата.

Канал управления скоростью представляет собой группу устройств системы наведения, обеспечивающих требуемый за­кон изменения скорости полета путем соответствующего измене­ния тангенциальных управляющих сил. Так как для решения ряда задач наведения управление скоростью не требуется, то этот канал часто отсутствует в составе системы управления по­летом многих летательных аппаратов.

Каналы управления скоростью могут быть как разомкнуты­ми, так и замкнутыми. Летательный аппарат входит в состав замкнутого канала

управления скоростью как объект управ­ления.

Система управления полетом представляет собой сложную автоматическую систему, со­стоящую в общем случае из систем стабилизации и наведения.