Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Integrated navigation – flight control system of guided projectiles and bombs

Vogt R., Adamski M., Głębocki R.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2015

|

Vol. 53 nr 1

119--123

EN

Integrated navigation and flight control systems have found a widespread use in projectiles. Currently, due to their advantages, they begin to be used more frequently in airplanes and helicopters. The paper presents one of the most advanced solutions of the integrated navigation – the flight control system designed for guidance of projectiles and aerial bombs.

2

Problemy implementacji systemu sterowania lotem na platformę systemu operacyjnego czasu rzeczywistego VxWorks

Samolej S., Rogalski T., Nowak D.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 85[288], nr 4

515--524

PL

Wprowadzanie technik wytwarzania oprogramowania sterującego dla statków powietrznych oparte na systemach operacyjnych napotyka na pewne bariery psychologiczne. Procedury komunikacyjne, zarządzające procesami oraz sterujące urządzeniami wejścia/wyjścia są dostarczane w postaci skompilowanych modułów programowych, co często rodzi wątpliwości co do jakości i przewidywalności otrzymanych gotowych modułów programowych. Oprogramowanie przygotowywane na platformę systemu operacyjnego czasu rzeczywistego ma zwykle strukturę współbieżną, składającą się z komunikujących się między sobą i otoczeniem potencjalnie równolegle wykonywanych zadań. Opracowywanie aplikacji współbieżnych ma opinię zadania trudnego i niosącego wiele zagrożeń, takich jak możliwość zakleszczenia czy zagłodzenia procesów obliczeniowych. W pracy omówiono praktyczne zagadnienia związane z opracowywaniem oprogramowania systemu sterowania lotem na platformę wielozadaniowego systemu operacyjnego czasu rzeczywistego. Przeprowadzono dyskusję nad celowością stosowania systemów operacyjnych w aplikacjach awionicznych. Rozważano problemy dekompozycji podsystemów sterowania na zbiór współbieżnych zadań czasu rzeczywistego oraz zasady konstruowania kanałów komunikacyjnych pomiędzy komponentami systemu. Opracowanie podsumowuje doświadczenia zdobyte podczas wytwarzania oprogramowania autopilota dla Latającego Obserwatora Terenu, realizowanego jako projekt rozwojowy nr OR00011611.

EN

Implementation of manufacturing techniques of control software for aicrafts based on operating systems encounters psychological difficulties. Communication procedures of processes management and control input-output attachments are delivered as complicated programmatic modules which raise doubts about quality and predictability of ready-to-use programmatic modules. Real-time operating system software has usually concurrent structure consisting of potentially parallel tasks communicating with each other. Developing of concurrent applications is a difficult task and is characterized by number of risks, such as possibility of deadlock or starvation of computational processes. Some new development steps ought to be taken into consideration during the real-time operating system based on flight control system programming. These steps as well as the advantages and disadvantages of real-time operating systems introduction in avionic applications are discussed in this paper. The technique of decomposition of flight control functions into a set of cooperating real-time tasks and inter-tasks data exchange strategies are also briefly presented. The research reported in this paper was supported by Polish scientific founds as a development project No. OR00011611.

3

Impulsowe systemy sterowania lotem pocisków beznapędowych i bomb lotniczych

Głębocki R.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 254

3--150

PL

Niniejsza monografia poświęcona jest zagadnieniom sterowania pocisków artyleryjskich i bomb lotniczych. Przedstawiono w niej zagadnienia związane z zastosowaniem niekonwencjonalnej metody impulsowego sterowania poprzez oddziaływanie bezpośrednio na środek ciężkości obiektu latającego (oś działania siły sterującej przechodzi przez środek ciężkości obiektu) nie posiadającego własnego napędu. Przez sterowanie impulsowe rozumiemy tu sterowanie poprzez krótkotrwałe impulsy siły ciągu wytworzone przez silniki układu wykonawczego sterowania. Impulsy te skierowane są prostopadle do osi głównej symetrii obiektu sterowania i wzdłuż osi przechodzącej przez jego środek ciężkości. Metoda ta jest jednym z rozwiązań, jakie można zastosować do sterowania małych, nie posiadających napędu, (beznapędowych) obiektów latających takich jak wspomniane pociski artyleryjskie i bomby lotnicze. Znajduje ona również zastosowanie do sterowania obiektów większych, poruszających się z dużymi prędkościami (powyżej 5 Ma), jak np. pociski do zwalczania rakiet balistycznych. Zaletą takiej metody jest brak elementów ruchomych na pokładzie obiektu sterowanego i co za tym idzie wzrost niezawodności działania systemów sterowania i dużo mniejsze zapotrzebowanie na energię układu wykonawczego sterowania. Ponadto, metoda ta pozwala na bardzo istotne zwiększenie szybkości reakcji systemu sterowania oraz zmniejszenie czasu reakcji obiektu sterowanego na bodźce sterujące. W przedstawianej monografii jest kompleksowo analizowany cały system sterowania. Oprócz metody działania układu wykonawczego sterowania omówiono układy nawigacji i naprowadzania na cel, możliwe do zastosowania w bombach lotniczych i pociskach artyleryjskich, szczególnie moździerzowych. Pokazano również zastosowania podobnych metod w pociskach antyrakietowych. Następnie przeprowadzono analizę zaproponowanych rozwiązań. Posłużono się tu metodą, w której system badany jest jako całość, a nie jedynie jego poszczególne elementy. Treść monografii zawiera doświadczenia i wyniki wieloletnich badań autora nad układami sterowania pocisków i rakiet. W pierwszej części niniejszej monografii przedstawiono zagadnienie impulsowego gazodynamicznego układu wykonawczego sterowania dla osiowosymetrycznych obiektów latających. W metodzie tej pocisk lub bomba jest sterowany poprzez oddziaływanie sił sterujących wzdłuż osi przechodzącej przez jego środek ciężkości, za pomocą zestawu rakietowych silników korekcyjnych. Zestaw ten może składać się z kilkunastu niewielkich silników jednorazowych na paliwo stałe lub silnika z zestawem dysz generującego kolejne impulsy. Proces sterowania składa się z kolejnych krótkich impulsów sterujących. Kierunek wektora siły ciągu silników sterujących jest prostopadły do głównej osi symetrii obiektu. W takim rozwiązaniu, układ wykonawczy sterowania, złożony z silników wytwarzających impulsy sterujące, najpierw wywołuje zmianę ruchu środka ciężkości obiektu, głównie kierunku wektora jego prędkości. Skutkiem zmiany kierunku wektora prędkości obiektu jest jego obrót wokół środka ciężkości i zmiana położenia przestrzennego. W monografii przedstawiono metodę sterowania, model obiektu sterowanego impulsowo oraz wybrane wyniki systemów sterowania obiektów latających tego typu. Bardzo ważnym zagadnieniem jest zapewnienie stateczności obiektu sterowanego. W opisywanym systemie należy dążyć do konstrukcji jak najbardziej statecznej statycznie i dynamicznie. Przeprowadzono również analizę układów wykonawczych sterowania stosowanych do naprowadzania pocisków beznapędowych i bomb lotniczych, w tym istniejących już konstrukcji z gazodynamicznym sterowaniem impulsowym. W kolejnych częściach niniejszej monografii przedstawiono wyniki prac badawczych i rozwojowych prowadzonych przez autora nad możliwymi do zastosowania, w tak sterowanych obiektach, układami naprowadzania. Omówiono metody dostosowane do współpracy z impulsowym układem wykonawczym sterowania. W przypadku pocisku moździerzowego przedstawiono układ oparty na linijkowym detektorze podczerwieni wirującym wraz z obiektem. Dla przypadku bomby lotniczej omówiono układ oparty o zintegrowane systemy nawigacji inercjalnej wraz ze wskazaniami GPS. Obu wspomnianym obiektom (pociskowi moździerzowemu i bombie lotniczej) przypisano różne metody naprowadzania, aby pokazać możliwości współpracy impulsowego układu wykonawczego sterowania z różnymi układami naprowadzania oraz różnymi obiektami sterowania. W pocisku, naprowadzanym przez głowicę śledzącą wyposażoną w detektor podczerwieni, obszar obserwacji jest skanowany raz w trakcie obrotu obiektu. Na podstawie informacji z niego uzyskanych, algorytm sterujący rozwiązuje zadanie spotkania obiektu sterowanego z celem. Następnie jest podejmowana decyzja o uruchomieniu kolejnego impulsu sterującego. Proces sterowania ma miejsce jedynie w ostatniej stromotorowej fazie lotu. Rozpoczęcie procesu śledzenia celu następuje na wysokości tysiąca metrów nad powierzchnią ziemi. Wysokość ta jest związana z zasięgiem obserwacji głowicy śledzącej obiektu. Omówiono proces tworzenia sygnału sterującego, w tym autorską metodę oceny położenia przestrzennego pocisku wirującego opartą na analizie danych pomiarowych przeprowadzonej z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych. Kolejną część monografii poświęcono sterowaniu bomb lotniczych. Przedstawiono w niej działanie impulsowego układu wykonawczego sterowania z odmiennym niż standardowe układem nawigacji, w tym przypadku opartym na zintegrowanym układzie INS/GPS. Omówiono opracowaną pod kierunkiem autora metodę, naprowadzania bomb lotniczych zgodnie z zadanymi trajektoriami lotu. Celem jej zastosowania było uzyskanie jak najlepszych efektów sterowania przy zastosowaniu metod jak najprostszych i najmniej skomplikowanych obliczeniowo. W odróżnieniu od przypadku pocisku moździerzowego, zastosowana metoda nawigacji nie dąży do minimalizacji uchybu postrzegania celu zgodnie z zadanym prawem sterowania, ale jej zadaniem jest prowadzenie obiektu sterowania po zadanej trajektorii lotu. Jest ona wyliczana w momencie rozpoczęcia sterowanej fazy lotu tegoż obiektu. Omówiono też wyniki osiągane w warunkach pracy z rzeczywistymi urządzeniami pomiarowymi, ich zakłóceniami oraz w przypadku utraty sygnału GPS. Podsumowanie monografii zawiera wnioski z omawianych prac badawczych, a także uwagi autora dotyczące ewentualnych przyszłych zastosowań oraz kierunków rozwoju impulsowych metod sterowania. Odniesiono się także do możliwości zastosowania przedstawionych wyników badań w praktyce, w tym w wyrobach przemysłu krajowego.

EN

The present work focuses on the problem of control of artillery munitions and air bombs. The work describes a new unconventional method of impulse control of flying objects. In this method, the control force is exerted along the axis passing through the centre of gravity of the controlled object. The object does not have a propulsion engine. Impulse control are called short impulses of thrust, produced by the control engines set of the control operating system. These impulses are perpendicular to the main symmetry axis of the object. This method is one of the solutions that can be used to control small flying objects, without a marching rocket engine, such as artillery munitions and air bombs. The same method can also be used to control larger objects, moving with high speeds (above 5 Ma), such as interceptors to fight ballistic missiles. The advantage of this method is the lack of moving elements on board of the controlled object, increase of reliability of control and less demand for energy of the control operating system. The presented method allows for a significant increase in the rate of control system reaction and reduction of the response time and time shift of the controlled object control system. The book presents a comprehensive analysis of the control system. Instead of control effectors, the work discusses systems of navigation and guidance to the target, possibly for use in air bombs and artillery projectiles. The monograph presents the experience and the results of years of the author’s research activity on missile and rocket control systems. In the first part, the work presents the problem of gasodynamic impulse control operating system for axisymmetric fl ying objects. In this method, a missile or bomb is controlled by the forces directed along the axis passing through its centre of gravity, with a set of correction rocket engines. This set may consist of several small one-time-use solid-fuel engines. Correcting rocket engines are located in a cylindrical unit, arranged radially around the periphery. Each correction rocket engine can be fired individually only once in a selected radial direction. The control process consists of a sequence of short control impulses. The direction of the control engine thrust vector is perpendicular to the main axis of symmetry of the object. Classic methods of control of a flying object make assumptions that steering forces initially change the moment acting on an object, then this moment rotates the object around its gravity centre. Next, supporting surfaces get necessary angles of attack and produce steering forces. This way, the object is turned at first around the gravity centre, then this movement effects on the gravity centre velocity vector. In the presented method of a flying object control, we make assumptions that steering forces first exert an influence on the object gravity centre. Next, rotation around the gravity centre is an effect of gravity centre translation and aerodynamic interaction. This kind of solution gives more effective influence on the speed vector. The monograph presents: method of control, impulse-controlled object model and selected results of the control systems of this kind of flying objects. The following sections of the work present the results of research and development conducted by the author on guidance systems possible to use in such controlled objects. In the work, the guidance methods possible to use with impulse control system were presented. In the case of a mortar missile, the seeker is based on a line of infrared detectors fixed to the spinning object. In the case of an aerial bomb, the guidance system is based on a measured signal from an integrated INS/GPS. Both objects (mortar missile and air bomb) are assigned to different methods of guidance to show the possibilities of work of the impulse control operating system with various guidance systems and various control objects. The final part of the book contains a summary and conclusions of the research results and the author’s comments on possible future applications and developments of impulse control methods. Mentioned is also the possibility of application of these research results into practice, including in products of domestic industry.

4

Model of gasodynamic control system for guided bombs

Głębocki R., Żugaj M.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2010

|

Vol. 48 nr 1

27-44

EN

In this paper, a new concept of the control system for guided bombs is described. Authors propose a gasodynamic method for the air bomb control. In the presented method, the bomb control is realised by a set of single-use impulse control engines. The gasodynamic controlled bomb dynamic and aerodynamic models are described. Some results of numerical simulations are presented as well.

PL

W publikacji autorzy przedstawili nowatorski system naprowadzania sterowanych bomb lotniczych. W prezentowanej metodzie układ wykonawczy sterowania oparty jest na zestawie jednorazowych impulsowych silników korekcyjnych oddziałujących bezpośrednio na środek ciężkości sterowanego obiektu. W artykule autorzy zaprezentowali modele dynamiki oraz aerodynamiki bomby sterowanej gazodynamicznie. Oprócz opisu modelu zawarto również wyniki obliczeń aerodynamicznych. Przedstawiono opis systemu sterowania oraz wyniki przeprowadzonych badań symulacyjnych.

5

Pokładowy system sterowania samolotem bezzałogowym bazujący na magistrali CAN

Kopecki G., Pieniążek J., Rogalski T., Rzucidło P.

Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe

|

2008

|

nr 1 (23)

139--146

PL

W artykule przedstawiono układ sterowania samolotem bezzałogowym. Struktura proponowanego rozwiązania bazuje na magistrali CAN, poprzez którą komunikują się istotne elementy systemu: komputer pokładowy, urządzenia pomiarowe, układ sterowania kamerą, rejestrator oraz system ratunkowy. Komunikacja systemu pokładowego z częścią naziemną odbywa się za pomocą aparatury zdalnego sterowania, układów cyfrowej transmisji danych oraz łącza transmisji wideo. Artykuł zawiera również krótką charakterystykę zastosowanego protokołu CANaerospace.

EN

Control system for unmanned air vehicle has been presented in this work. The structure of proposed solution bases on CAN bus, which is used to communication between main parts of system: flight control computer, measurement units, camera control unit, flight recorder and rescue system. Communication between on-board system and ground station is realized through radio control equipment, radio data link and video link. Paper also includes short characteristics of used protocol CANaerospace.

6

The flying didactic laboratory projekt

Tomczyk A.

Research Bulletin / Warsaw University of Technology, Institute of Aeronautics and Applied Mechanics

|

1999

|

nr 9

145-150

EN

The article presents main thesis of the didactic flying laboratory project. Range of project tasks and basic functions of the system are shown. Paper contains preliminary project of the on-board measuring system, and list of parameters proposed for measuring, processing, displayed on the screen and storing on the on-board computer memory. Set of possible exercises to be able to realization using the flying laboratory, and perspective directions of system development are presented.

7

Modern problems in manual control of higly augmented aircraft

Efremov A.

Research Bulletin / Warsaw University of Technology, Institute of Aeronautics and Applied Mechanics

|

1998

|

nr 8

177-180

EN

There is briefly analyzed the new role of flight control system highly augmented aircraft, goals and problems in their design. The system approach based on deep study of regularities in pilot behavior is considered shortly as a tool for the solution of different manual control tasks. The efficiency of the system approach is demonstrated on a number of applied tasks. The specific place is dedicated to the analysis of facilities appropriated to the different stages of experimental investigations on manual control. The high efficiency of the workstation developed for solution of different manual control tasks is shown too.