АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Анализ технического задания 6
1.2 Взаимная ориентация используемых систем координат 8
1.3 Уравнения движения ЛА 13
Вывод по первой главе 16
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ НА АТМОСФЕРНОМ УЧАСТКЕ .. 17
2.1 Аэродинамическое управление 21
2.2 Моделирование управляемого движения 24
Вывод по второй главе 37
3 РАСЧЕТ НАВИГАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИНС
3.1 Подготовка входных модельных данных для алгоритма БИНС 38
3.2 Используемый алгоритм БИНС 40
3.3 Порядок расчета точности БИНС 44
3.4 Результаты моделирования работы БИНС 47
Вывод по третьей главе 50
4 ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ БИНС 51
4.1 Оценка точности БИНС на варианте 1 траектории движения 52
4.2 Оценка точности БИНС на варианте 2 траектории движения 61
4.3 Оценка точности системы управления 68
Вывод по четвертой главе 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 70
Бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС) - это электро-электронно-механическое устройство, которое состоит из блока инерциальной информации, подключенного к бортовому компьютеру, выходом которого являются переменные навигационной информации и функция управления движением объекта, поступающие на вход системы управления движением объекта.
Работа состоит из четырех разделов. В первом разделе изучены используемые системы координат и их взаимная ориентация, представлены уравнения движения.
Во втором разделе произведено моделирование формирования
аэродинамического управления на атмосферном участке, представлены результаты моделирования управляемого движения.
В третьем разделе производится расчет навигации с использованием БИНС, подготовка входных модельных данных для БИНС, приведено описание используемого алгоритма БИНС и порядка расчета точности БИНС, представлены результаты моделирования работы БИНС.
В четвертом разделе рассмотрены и оценены ошибки бесплатформенного инерциального блока (БИБ) и погрешности задания начальных условий, влияющие на точность навигации, оценена точность системы управления посадочного модуля.
Целью данной выпускной квалификационной работы является определение работы и точности посадочного модуля с применением бесплатформенной инерциальной навигационной системы.
К задачам выпускной квалификационной работы относятся:
• анализ технического задания;
• описание математической модели движения;
• моделирование управляемого движения;
• расчет навигации с использованием бесплатформенной инерциальной навигационной системы;
• оценка точности бесплатформенной инерциальной навигационной системы и системы управления.
Объект исследования - БИНС посадочного модуля.
Предмет исследования - точность БИНС.
В рамках выпускной квалификационной работы было рассмотрено движение летательного аппарата при посадке на атмосферном участке Земли, без учета работы системы стабилизации. Приводится описание используемых при составлении уравнений движения систем координат и их взаимной ориентации, а также представлены уравнения движения летательного аппарата.
С помощью прикладного пакета Matlab разработана структурная схема алгоритма БИНС, на основе которой была построена модель движения ЛА. В рамках работы рассматривались два варианта управления движения ЛА. Также построены графики скорости V(t), изменения угла наклона траектории 0k(t), изменения угла пути ^k(t), изменения пространственного угла атаки ^(t), изменения угла крена yk(t), перегрузки по связанной оси х1, перегрузки по связанной оси у1. В результате анализа графиков, можно сделать вывод о том, что второй вариант управления работает лучше, т.к. время моделирования меньше и составляет 66,7 секунды.
Результаты показывают, что точность СУ в основном определяется точностью БИНС и сравнивая между собой погрешности БИНС, которые получены на двух вариантах траектории движения при действии всех факторов, можно сказать, что на втором варианте погрешность БИНС определения местоположения Дг на конечный момент времени почти в 2 раза меньше, чем в первом варианте, что может быть связано с меньшим временим движения.
Погрешности БИНС на конечный момент времени при действии всех факторов в определении координат Дг в первом случае не превышают 234 м, а во втором 128 м, в определении скорости ДЕ не превышают, в первом варианте 4.1 м/с, а во втором 3,9 м/с, в определении угловой ориентации ДФ не превышают 6,1' и 4,9'. Ошибки определения скорости ДЕ и угловой ориентации ДФ в обоих случаях приблизительно равны. С точки зрения использования БИНС предпочтительнее использование второго варианта управления, т.к. в этом случае время движения до точки цели меньше и меньше погрешность определения местоположения, чем
на траектории движения варианта 1.
