Групповой полет летательных аппаратов – алгоритм обработки информации относительного движения.
Категория реферата: Рефераты по науке и технике
Теги реферата: дипломная работа, банк курсовых работ бесплатно
Добавил(а) на сайт: Kakoshin.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | Следующая страница реферата
Для построения таких моделей, описывающих движение каждого ЛА отдельно, а также относительное движение рассматриваемых ЛА между собой, нужно найти число степеней свободы, однозначно определяющих движение, установить характер и законы изменения внешних воздействий, действующих на ЛА группы, после чего выбрать системы координат и составить дифференциальные уравнения движения.
Движение ЛА, как известно из [4], складывается из поступательного движения его центра масс, определяющего траекторию полета, и вращательного движения вокруг центра масс, определяющего угловое положение ЛА относительно инерциального пространства. При движении ЛА в атмосфере Земли эти две составляющие общего движения взаимосвязаны и должны рассматриваться совместно. Тогда движение отдельного ЛА будет иметь шесть степеней свободы (три поступательные и три вращательные).
В основу математической модели отдельного ЛА положена нелинейная система дифференциальных уравнений, описывающая движение ЛА в пространстве [4].
Как уже отмечалось, задача управления групповым движением связана с необходимостью изучения движения ЛА, находящихся в определенных взаимоотношениях. Поэтому на первый план выступает исследование их относительного движения, математическая модель которого и составляет объект управления.
Движение двух ЛА друг относительно друга представляет собой разность двух абсолютных движений и характеризуется тремя степенями свободы.
Рассмотрим
вопрос о внешних возмущениях. Воздействие среды, в которой происходит движение, считаем неконтролируемым и предполагаем, что влияние ее на полет, предшествующий
текущему моменту времени 
, проявляется
в реализующемся в этот момент векторе состояния.
Рассматривая движение отдельного ЛА, надо заметить, что действие на объект внешних возмущений (например, ветровых) может привести к заметным искажениям траектории полета. Действие же внешних возмущений на относительное движение ЛА в группе заметного влияния не оказывает, так как для однотипных ЛА при малых рассогласованиях между ними возмущения почти одинаковы и при рассмотрении относительного движения как разности абсолютных движений взаимно исключаются.
Теперь непосредственно перейдем к рассмотрению математической модели относительного движения. Относительное движение ЛА будем рассматривать в общей постановке, когда оба аппарата могут совершать управляемый полет.
Введем
некоторые определения. Вектором положения 
называется
вектор, проведенный из начала выбранной СК в точку мгновенного местоположения
аппарата. Вектор и скорость его
изменения 
записываются в
проекциях на оси выбранной (декартовой или сферической) СК. В первом случае
вектор положения 
определяется
тремя его проекциями на оси декартовой СК, во втором двумя углами и
расстоянием r от начала сферической СК до центра масс ЛА. Линией визирования
будем называть прямую, соединяющую центры масс ведомого и ведущего ЛА. Вектором
относительной дальности 
назовем
вектор, который направлен от ведомого ЛА к ведущему вдоль линии визирования и
по величине равен расстоянию между центрами масс этих ЛА. Это расстояние
называется относительной дальностью 
. Скорость
ведомого ЛА относительно ведущего называется относительной скоростью: 
. Плоскостью
относительного движения двух ЛА будем называть плоскость, в которой лежат
вектора относительной дальности и относительной скорости в данный момент
времени. Углами пеленга в работе будем считать два угла (для конкретности
назовем их углами места и азимута рисунок 1), которые определяют
ориентацию линии визирования в связанных с ведомым ЛА декартовых СК, вращающихся с угловой скоростью 
относительно
инерциального базиса.
При рассмотрении относительного движения ЛА можно использовать различные СК. Каждая система имеет свои преимущества и недостатки. Выбор ее определяется конкретной задачей. Однако существуют и общие принципы выбора СК, которые обуславливают необходимость или желательность той или иной системы отсчета. Сюда относятся:
простота получаемых уравнений динамики, обеспечивающая простоту анализа задачи и интегрирования этих уравнений;
простота перехода от одной задачи к другой задаче исследуемого класса: математически ее можно выражать условиями, подобными приравниванию к нулю некоторых величин или функций;
простота технической реализации выбранной базовой СК на борту ЛА, определяющая простоту всей системы управления и в особенности ее измерительной части;
простота краевых условий.
Рисунок 1
С точки 150 которая связана с ведомым ЛА. Начало СК целесообразно совместить с центром масс ведомого ЛА. Причем эта система может быть ориентирована по отношению к связанным осям ЛА различным образом. Во многом это обусловлено тем, что на ведомом ЛА находится измерительная аппаратура, определяющая параметры относительного движения ведомого и ведущего ЛА. Поэтому логично выбрать те варианты ориентации осей и те типы относительных СК, которые используются в качестве базовой системы отсчета при измерении координат относительного движения.
Определенную таким образом СК будем применять для задач управления движением группы ЛА как на прямолинейных участках маршрута, так и на криволинейных. В задаче сбора ЛА в группу целесообразно рассматривать относительное движение в СК, связанной с ведущим ЛА. На этапе сбора ведущий аппарат является пассивным (неманеврирующим), поскольку к его СУ предъявляются требования обеспечения прямолинейного полета.
При
выводе уравнений относительного движения двух ЛА в группе будем использовать
хорошо известные положения теоретической механики [4]. Используя выше
приведенные определения, можно утверждать, что положение аппаратов определяется
в каждый момент времени векторами 
и 
в земной СК.
Следовательно, вектора дальности и относительной скорости запишутся:
|
|
(1) |
|
|
(2) |
,
.Векторное уравнение динамики относительного движения можно представить в виде
|
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: шпоры по праву, матершинные частушки. Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | Следующая страница реферата Поделитесь этой записью или добавьте в закладкиКатегории: |
,