Ghostscript wrapper for D:\Digitalizacja\MTS86_t24z1_4_PDF_artyku³y\mts86_t24z3.pdf M E C H AN I K A TEORETYCZNA I  STOSOWANA 3, 24 (1986) MOD ELOWAN IE  CYFROWE  PROCESU   STEROWAN IA  SAM OLOTU W  RU CH U   SPIRALN YM JĘ DRZEJ  TRAJER IMRiL   Akademia  Rolnicza  w  W arszawie 1.  Wstę p Poniż ej  przedstawiono  model  cyfrowy  procesu  sterowania  zastosowany  w  symulacji numerycznej  lotu  samolotu  [1],  [4], [5]. U wzglę dniono,  na  ile  to  był o  moż liwe,  wszystkie  te  czynniki  które  charakteryzują warunki  rzeczywiste  [2],  [3].  Przebiegi  czasowe  parametrów  sterowania  czyli  wychyleń powierzchni  sterowych  lotek,  steru  kierunku  i  wysokoś ci  uzyskano  w  oparciu  o  bież ą ce ś ledzenie  parametrów  lotu. Przyję ty  proces  sterowania  na  charakter  dyskretny. 2.  Zał oż enia  fizyczne  lotu  sterowanego  w  spirali Zał oż ono,  że  zjawisko  sterowanego  ruchu  spiralnego  samolotu  skł ada  się   z  trzech zasadniczych  faz  lotu: —  wprowadzenie, —•  lot  po  linii  ś rubowej,  - - r  wyprowadzenie. W  poszczególnych  etapach wystę pują   odmienne warunki  lotu  i  charakteru  sterowania [4],  [5]. Wprowadzenie  samolotu  po  uprzednim  zredukowania  cią gu  nastę puje  z  lotu  prosto- liniowego  ustalonego;  począ tkowym  impulsem jest  ruch  przechył u  wynikają cy  z  wychy- lenia  lotek. Sterowanie  na  zasadzie  speł nienia  odpowiednich  kryteriów  lotu  jest  realizowane w oparciu o bież ą cą   kontrolę  parametrów lotu przez odpowiednie wychylenia  powierzchni lotek, steru kierunku i wysokoś ci. Proces sterowania w locie po linii ś rubowej  dą ży  do  utrzy- mania  warunków  ustalonych. U kł ad  sterowania  samolotu  przedstawia  Rys.  1. 398 J.  TRAJER prawa Rys.  1.  U kł ad  sterowania samolotu 3.  Ogólna  koncepcja  modelu W  przestrzennym  sterowanym  ruchu  jakim  jest  spirala  nie  jest  moż liwe  zał oż enie z góry  modelu sterowania, który zapewnił by poprawne wykonanie figury  [1], [2]. M odelowanie  ruchu  samolotu  w  spirali  jest  realizowane  przez  modelowanie  procesu sterowania.  M etoda ta  polega  na  dyskretnych  zmianach wartoś ci  parametrów  sterowania w  oparciu  o  krokowe  bież ą ce  ś ledzenie  rozwią zania  i  korygowanie  go.  Stanowi  to  wię c dział anie  podobn e do  automatycznego pilota,  który  ma moż liwość  reagowania  w małych odstę pach  czasu.  Warunkami,  które  decydują   o  sposobie  sterowania  i  jego  wartoś ci, a  wię c  przebiegu  ó s (t)  są   wybane  ograniczenia  ruchu oraz faza  lotu. W  przypadku ruchu spiralnego mogą   nimi być na przykł ad nie przekroczenie w locie krytycznego  ką ta natarcia, nie  przekroczenie  dopuszczalnej  prę dkoś ci  ką towej  obrotu  samolotu,  utrzymanie  zał o- ż onego  ką ta  przechylenia  samolotu  itp.  Kryteria  te  dobiera  się   w  oparciu  o  szczegółową analizę  teoretyczną   i doś wiadczenia  pilotaż owe, są   one odmienne w poszczególnych  fazach lotu  [1],  [2],  [3]. N ależy  nadmienić,  że  otrzymany  sposób  sterowania  wydaje  się   być  w  praktyce  do MOD ELOWAN IE  CYFROWE  W  R U C H U ... 399 osią gnię cia,  pomimo  zał oż onych  reakcji  w  krótkich  odstę pach  czasu  At.  Wychylenia sterów  w tych  okresach  czasu  są   bowiem  porównywalne  z  wartoś ciami  At. 4.  Model  cyfrowy  procesu  sterowania Przedstawiony  model  cyfrowy  procesu  sterowania  opracowano  w  oparciu  o  dane doś wiadczalne  i  analizę   teoretyczną   zjawiska.  M etoda modelowania  wynika  z  przyję tych kryteriów  dotyczą cych tego ruchu, jak  również uwzglę dnia  moż liwoś ci  pilota.  M aksymalna szybkość  zmian  ką tów  wychyleń  powierzchni  sterowych  jest  bowiem  tak  dobrana,  aby zapewnić  realizację   w  praktyce. D la  zilustrowania  ogólnej  zasady  sterowania  przedstawiono  na  Rys.  2  i  Rys.  3  sieci dział ań modelu cyfrowego  sterowania  lotkami w fazie  wprowadzenia  i locie po  trajektorii ś rubowej.  Symbole z Rys. 2 i Rys.  3 mają   nastę pują ce  znaczenie:  < 1  — etykieta  oznaczają ca  model  sterowania  lotkami  w  locie  po  trajektorii  zbliż onej po  linii  ś rubowej, KONIEC Rys.  2.  Sieć  dział ań  modelu  cyfrowego  sterowania  lotkami  w  fazie  wprowadzenia 400 J.  TRAJER T AK , Rys.  3.  Sieć  dział ań  modelu cyfrowego  sterowania  lotkami  w  spirali  ustalonej 2  —etykieta  oznaczają ca  model  sterowania  lotkami  niwelują cy  za  duży  przechył samolotu,  podobnie jak  w  fazie  wprowadzenia, koniec —  etykieta  oznaczają ca  przerwanie  obliczeń, 0 kr   — krytyczna  prę dkość  ką towa  przechylenia  samolotu,  przy  której  ruch przechył u jest  niekontrolowany, tf^top  —  dopuszczalna prę dkość ką towa  przechylenia samolotu przy której  ruch przechył u jest  jeszcze  w  peł ni  kontrolowany, <£>,„!„—zał oż ona  minimalna prę dkość  ką towa  przechylenia,  która  nie  wpł ywa  na cha- rakter  ruchu  w  spirali, A 0  —  zał oż ony przedział  zmian prę dkoś ci ką towej  przechylenia, w którym  <5Ł  pozostaje stał e,  wprowadzono  w  celu  bardziej  pł ynnego  sterowania, ®zai —  zał oż ony kąt  przechył u samolotu w  locie po  trajektorii  ś rubowej,   h  >  ' 3 m 0> m 1 ,m 2 ,  m 3 przy  czym : —  współ czynnik  proporcjon aln oś ci k 0   <  k x   <  k 2   <  k 3 , l0 < U < h < h, m 0   <  m l   <  m 2   <  m 3 . Iloś ciowego  oszacowan ia  tych  wielkoś ci  dokon uje  się   w  wyniku  obliczeń  p u n kt u  r ó wn o - wagi  spirali  ustalon ej  o raz  testów  program u  czyli  identyfikacji  rozum ian ej  ja ko  proces poszukiwania  wartoś ci  k t ,  l it   mi.  Wyznaczenie  wartoś ci,  ja k  wykazał a  p rakt yka,  n ie  jest trudne  bowiem  istnieje  t u  pewn a  dowoln oś ć. P odobn ą   zasadę   stosowan o  do  pozostał ych  kryteriów. U zyskan y  t ak  proces  sterowan ia  m a  ch arakter  dyskretn y,  ale  jest  zbliż ony  do  rzeczy- wistego.  Stanowi  t o  niewą tpliwą   zaletę .  M an kam en tem  w  stosun ku  do  rzeczywistoś ci jest t o , że  w  przypadku  pilota  n ie jest  on w  stanie t ak  dokł adn ie  ś ledzić  n a bież ą co  wszyst- kich czynników,  dział a z opóź n ien iem i nie tak  precyzyjnie  w  dan ej  chwili. 5.  Wyniki  i  wnioski P rzykł adowo  n a  R ys.  4  p o d a n o  uzyskan e  przebiegi  czasowe  wychyleń  powierzch n i sterowych  lotek  d L ,  steru  kierun ku  5 y   i  wysokoś ci  d H   w  fazie  wprowadzen ia.  P o d a n o - 4 0- Rys.  4.  P r zykł a d y  zm ia n  p a r a m e t r ó w  st e r o wa n ia  w  fazie  wp r o wa d ze n ia  x x x  m a n e wr  p o p r a wn y,  k ą t o wa prę dkość  p rzech ylan ia  0  jest  ko n t r o lo wa n a ,  •  •  •   m an ewr  n iep r a wid ł o wy,  k ą t o wa  p r ę d ko ść  p r z e c h yla n ia