Кваліфікаційні роботи здобувачів вищої освіти кафедри аерокосмічних систем управління

Permanent URI for this collectionhttp://er.nau.edu.ua/handle/NAU/45363

Browse

Now showing 1 - 20 of 112

Ідентифікація математичної моделі розбігу літака обчислювально-експериментальним методом
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Проценко, Матвій Олександрович
В динаміці польоту літака одним з важливих режимів є розбіг літака по ЗПС, до моменту зльоту. В дипломній роботі розглядається ідентифікація параметру математичної моделі розбігу літака АН-2 ітераційними методами. В процесі побудови математичних моделей розбігу літака АН-2 при недостатній степені їх адекватності виникає необхідність уточнення, "доведення" моделі. Такий процес називається ідентифікацією (ухвалою відсутніх або неточно відомих вихідних) параметрів або функціональних залежностей моделі за допомогою результатів обчислювального експерименту і даних про реальну поведінку об'єкта. Оскільки адекватність математичної моделі - це відповідність результатів обчислювального експерименту поведінки реального об'єкта, по стільки для виявлення цієї відповідності необхідно провести порівняння параметрів моделі і оригіналу в одних і тих же умовах. Проводиться спеціальний контрольний обчислювальний експеримент щодо поетапного підбору і корекції параметрів математичної моделі- підбору деяких (невідомих або неточно відомих) вхідних даних математичного опису по відомим вихідним результатами відомого реального випадку поведінки об'єкта. Це і є завдання ідентифікації. Актуальність дослідження:Найчастіше математичні моделі реальних об'єктів містять в своєму математичному описі нетривіальний обчислювальний процес, який не вдається обернути. Це означає, що неможливо побудувати прямий обчислювальний процес в зворотному напрямку з тим, щоб визначати вхідні параметри по відомим вихідним. Тому завдання ідентифікації відноситься до класу обернених задач і вирішується в основному методами послідовних наближень. Для безумовності отримання результату рішення задачі ідентифікації необхідно суворе застосування методів послідовних наближень, уявлення про фізичну суть процесу і про вплив ідентифікованого (підбираючого) параметра на вихідний параметр. Порушення цих суворих обмежень найчастіше призводить не до вирішення поставленого завдання, а до випадкового попадання в сприятливу лише на перший погляд ситуацію або до нескінченного обчислювального процесу. Навіть в більш благоприємному випадку не можна розраховувати на те, що така ситуація повториться щє раз. Якщо ж застосовувати відомі математичні методи, то можна спертися на доведеність їх збіжності до вирішення саме поставленої задачі. Достатньо лише перевірити умови застосовності обраного методу, спираючись на уявлення про фізичну суть процесу. Для ідентифікації одного вхідного скалярного параметра за відомим значенням вихідного скалярного параметра можна скористатися методами ділення відрізка навпіл і січних (хорд) - найпростішими ітераційним методами.
Синтез системи автоматичного управління подовжнім рухом літака методом часових характеристик
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Бондаренко, Микола Іванович
Сучасний етап розвитку систем управління аерокосмічними об’єктами характеризується прогресом техніки та зростанням конкуренції, що призводить до різкого підвищення вимог до рівня безпеки та економічності польоту. Наявність в Україні авіаційної промисловості зумовлює необхідність конкурування із іншими державами та урахування світових тенденцій проектування. Для сучасного етапу розвитку науки й техніки характерні швидкий прогрес технічної кібернетики й значне розширення сфери її практичного застосування. У теперішній час основними рисами системи автоматичного управління є більша складність об'єктів, необхідність управління сукупністю об'єктів, а також високі вимоги до точності й динаміки управління. Розвиток авіації обумовив постановку й необхідність розв’язку таких задач, як управління багатозв’язними об'єктами, побудова оптимальних систем стабілізації, управління системами при неповній інформації, побудова цифрових систем управління і т.д. Одним з найголовніших етапів розвитку в цій сфері є теорія лінійних систем автоматичного управління, в області якої основними досягненнями є синтез лінійних систем, оптимальних за квадратичним критерієм якості; оптимальна лінійна фільтрація. Основним математичним методам є підхід з використанням простору станів, що застосовує методи лінійної алгебри й теорії диференціальних і різницевих рівнянь.
Робастна система управління БПЛА з неортогональним інерціальним вимірювачем
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Скрицький, Денис Павлович
На сьогодні розробка безпілотних літальних апаратів (БПЛА) динамічно розвиває проектування малої безпілотної авіації. Найбільш поширеним застосуваннями БПЛА є аеро-фотозйомка та спостерігяння за навколишнім середовищем. Ці цілі виконуються за допомогою спеціального авіаційного бортового обладнання. Безпілотні літальні апарати використовуються у важкодоступних для людини місцях, які можуть становить загрозу для життя та для спостереження за навколишнім світом.Одна із характеристик для вдосконалення БПЛА є збільшення часу польоту в автономних умовах. Зауважу, що політ малого БПЛА в реальних умовах майжезавжди відбувається під впливом параметричних і координатних збурень. Тобто, БПЛА переміщаються в умовах невизначеності. Ця ситуація зумовлена аеродинамічними особливостями літальног апарату. Здається, що одним із можливих способів реалізації контролю в умовах невизначеності є здійснення робастного контролю. Слід зазначити, що використання адаптивних систем управління БПЛА неприпустимо через високу вартість їх конструкції та складність експлуатації. Робастна системи управління може бути спроектовані на основі параметричної H2/H-оптимізації та структурного H-синтезу. Кращиі показникиробастності можна отримати за допомогою надійного структурного синтезу. Відомо, що вимірювальна система є важливою частиною системи управління. Вимірювання параметрів, які визначають положення будь-якого літаючого апарату, включаючи БПЛА, проводяться за допомогою інерційних датчиків. Сучасні інерційні датчики засновані на технологіях мікро-електро-механічних систем (MEMS). Ці датчики характеризуються низькою вартістю, малими габаритами та низьким енергоспоживанням. Для забезпечення успішного польоту БПЛА необхідно підвищити надійність і точність навігаційних вимірювань. Одним із шляхів реалізації цих можливостей є використання надмірності первинних навігаційних вимірювальних приладів з неортогональною орієнтацією.
Моделі похибок вібраційних гіроскопів та методики їх визначення
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Суховаров, Євген Олексійович
Зростає кількість програм, яким потрібно збирати дані з датчиків, розташованих в середовищах з дуже високою температурою. В останні роки відбувся значний прогрес у напівпровідниках, пасивних елементах та міжмережевих з'єднаннях, щоб забезпечити високу точність збору та обробки даних. Однак, як і раніше залишаються незадоволеними потреби в датчиках, які можуть працювати при температурі до 175 ° C, особливо у простому у використанні форм-факторі, що забезпечується мікроелектромеханічними системами (MEMС). Датчики MEMС часто мають менший розмір, меншу потужність та нижчу вартість, ніж еквіваленти дискретних датчиків. Крім того, вони також можуть інтегрувати схему кондиціонування сигналу в один і той же напівпровідниковий пакет. Вже випущений високотемпературний акселерометр MEMС - ADXL206, який забезпечує високу точність вимірювань нахилу (нахилу). Однак, як і раніше, необхідні додаткові ступені свободи для точного вимірювання руху системи в жорстких умовах, коли кінцевий продукт може зазнати сильних ударів, вібрації та сильного руху. Цей тип зловживань може спричинити надмірний знос та ранні збої в роботі системи, спричиняючи великі витрати на технічне обслуговування або простої. Для задоволення цієї потреби є новий високотемпературний гіроскоп MEMС із інтегрованим кондиціонуванням сигналу, ADXRS645. Цей датчик забезпечує точне вимірювання кутової швидкості (швидкості обертання) навіть за наявності удару та вібрації та розрахований на температуру до 175 ° C. Необхідно зауважити, що, хоча на меті надати широкий вступ до теми інерційної навігації, останні розділи зосереджуються головним чином на інерційних системах навісного типу з використанням мікрооброблених електромеханічних систем (MEMС). На даний момент технологія MEMС представляє особливий інтерес, оскільки вона пропонує надійні, недорогі, малі та легкі інерційні датчики порівняно з іншими доступними технологіями. Продуктивність інерційних пристроїв MEMС також швидко покращується.
Оптимальний розподіл цілей між групою БПЛА за умови мінімізації критерію вартості маршруту
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Македонська, Анна Трифонівна
Одним із сучасних методів застосування БПЛА є ройова система. В перспективі передбачається інтеграція до рою штучного інтелекту. Рій управляється, як правило, одним оператором, при цьому такі задачі як дотримання відстані між апаратами, огинання перешкод, вибір маршруту польоту та інші виконуються без участі оператора. На нижчому рівні існує задача автоматичного планування маршрутів і управління БПЛА. Необхідно проводити розрахунок необхідної кількості апаратів, їх типів в залежності від виду завдання, планувати маршрути таким чином, щоб заощадити час і ресурси, а також уникнути зіткнень між БПЛА і навколишнім середовищем. Задача ускладнюється, коли відрізняються кількості БПЛА та цілей. Тож задача автоматизації цього рішення для подальшого використання у штучному інтелекті є досить актуальною. На основі визначеної кількості БПЛА та цілей було розроблено алгоритм оптимального розподілу цілей між групою БПЛА, шляхом мінімізації фактору відстані, за допомогою Угорського методу дискретного цілочисельного програмування. Отриманий алгоритм було реалізовано на мові програмування Java.
Датчик вібрації лопаток авіадвигуна автоматизованої системи випробувань
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Стамбірський, Костянтин Вадимович
Випробування двигунів відіграє надважливу роль для забезпечення якості та безпеки польотів літальних апаратів. Без детального проведення даного процесу під загрозу можуть стати сотні людських життів. Особливу увагу в роботі було виділено контролю вібрації лопаток турбіни. Було досліджено, чому так важливо контролювати цей параметр і безпосередньо запропоновано структурну схемудля вимірювання вібрації лопаток турбіни авіадвигуна. В результаті проведеної роботи були розглянуті методи вимірювання вібрації та ємності, розроблено структурну схему комбінованого приладу для вимірювання вібрації, в якій за рахунок зміни зазору між лопаткою і датчиком змінюється ємність датчика, а також розраховано параметри мостової схеми вимірювання ємності датчика. Також було розглянуто основні принципи побудови автоматизованої системи випробувань авіадвигунів та обробки результатів випробувань, типові операції під час роботи з автоматизованими системами випробувань та основні вимоги до таких систем.
Оптимізація закону керування автопілоту літака
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Херсонна, Ірина Володимирівна
В останнє десятиліття спостерігається стрибкоподібний розвиток авіаційної техніки взагалі і складової частини – транспортної авіації – зокрема. На повітряних трасах з'явилися широкофюзеляжні лайнери. Цивільна авіація (ЦА) поповнюється сучасними літаками типу Ан-140, Ан-148, Ан-225, Ан-124, Ан-74, Ан-70. Передбачаються польоти літаків ЦА по ІІІ категорії ІКАО. Розвиток цивільної авіації та розширення її застосування в різних галузях народного господарства безперервно змінюють і умови вирішення навігаційних завдань в польоті. Підвищення інтенсивності повітряного руху висуває нові вимоги до точності навігації з метою попередження зіткнень між літаками в повітрі при перетинах повітряних трас, а також для забезпечення прийому літаків, що прибувають в зону аеропорту. Точна навігація є головним фактором, що дозволяє підвищити пропускну здатність повітряних трас за рахунок більш щільного бічного, вертикального і поздовжнього ешелонування. Для підвищення економічної ефективності транспортних польотів далекі рейси, наприклад через океани, організовуються з вибором оптимального маршруту, що враховує розподіл вітру на трасі. Такі маршрути більш складні для навігаційного забезпечення в порівнянні зі звичайними ортодромічними трасами і вимагають спеціальних заходів для їх успішного виконання. Вплив економіки проявляється також в тенденції до скорочення льотного екіпажу, що вимагає, зокрема, забезпечення командира екіпажу автоматизованими бортовими ( автопілотами) і наземними технічними засобами. Для забезпечення найбільшої надійності і точності в будь-яких можливих умовах польоту на борту сучасного літака необхідно мати кілька незалежних датчиків курсу і швидкості польоту, що працюють на різних принципах дії, а визначення поточних координат вести як методами незалежних визначень, так і методами числення. Збільшення числа каналів збору навігаційної інформації досягається також шляхом дублювання деяких однакових датчиків. Особливості траєкторій і тимчасових характеристик руху літаків вимагають виконання всіх обчислювальних і логічних операцій швидко в реальному масштабі часу або навіть з випередженням (прогнозування ходу польоту) і тим самим визначають необхідність високої оперативності при зборі та обробці інформації.
Робастна оптимізація системи управління аерозондом з використанням фільтра пониженого порядку
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Богоцька, Єлизавета Вячеславівна
Протягом останніх років безпілотні літальні апарати довели, що вони відіграють значну роль у світі авіації. Стимулом для розвитку безпілотних літальних апаратів у всьому світі стала потреба у легких, відносно дешевих літаках з високою маневреністю, що здатні виконувати широкий спектр завдань. Безпілотні літальні апарати (БПЛА) успішно виконують цивільні завдання, і в той же час вони також успішно використовуються у військових операціях по всьому світу. БПЛА здатні виконувати різноманітні завдання в сільському господарстві, метеорології, екології, а також застосовуватися для нагляду на кордоні, шпигунства, навчальної стрільби та іншого. Отже, ця сфера викликала великий інтерес у наукової спільноти і спричинила розвитк галузі у напрямку підвищення гнучкості використання та точності БПЛА. Тому структурно-параметричний синтез системи управління БПЛА є важливим та актуальним завданням. Системи управління, що використовуються для БПЛА, повинні забезпечувати відповідні експлуатаційні характеристики у залежності від його місії. Спочатку БПЛА управлялися дистанційно з землі, але сучасні безпілотні системи все частіше оснащуються автопілотом та бортовим комп’ютером, що дозволяє їм вирішувати дуже складні завдання в автономному режимі. Потреба в автономній експлуатації може виникнути у випадках, коли управління БПЛА із землі є складним, наприклад, через великі відстані, особливості місцевості, необхідність радіомовчання або навіть складність ліцензування радіочастот. Застосування автономних БПЛА також дозволяє уникнути необхідності багатогодинного ручного пілотування людиною за заздалегідь визначеним маршрутом - наприклад, у тих завданнях, кінцевою метою яких є аерофотозйомка віддаленого об’єкта. Системи автопілота, радіокеровані та складні системи управління, допомагають експлуатувати БПЛА під час місій. Однак експлуатаційні вимоги моделей літаків є менш складними, ніж вимоги до БПЛА, і, отже, використовуються радіокеровані системи без використання автопілота та інших складних інженерних систем.
Розробка контуру автоматичного керування посадкою літака
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Пряхін, Дмитро Володимирович
Системи автоматичного управління (САУ) польотом займають важливе місце на сучасних літальних апаратах (ЛА). Сучасний етап розвитку систем управління характеризується широким застосуванням бортових цифрових пристроїв, для формування алгоритмів управління та контролю, підвищення надійності засобів отримання та обробки інформації та виконання команд управління. Для аналізу і синтезу систем керування використовують різні методи і критерії. Вивчення різних типів систем починається з побудови структурних схем, аналізу перехідних процесів і вибору оптимальних параметрів, також розглядаються принципові схеми пристроїв, що входять в систему управління. При цьому послідовно розглядаються різні контури управління рухом розглянутого ЛА. Рух літака в просторі визначається початковими умовами і діючими на нього силами: силою тяги, аеродинамічними силами і силою тяжіння. Для отримання заданого руху літака необхідно управляти діючими на нього силами. На літаках в якості керуючих сил зазвичай використовуються аеродинамічні і газодинамічні сили. Рух ЛА можна розглядати як рух центру мас і руху навколо центру мас. ЛА повинен займати цілком певне положення по відношенню до вектора швидкості центру мас, чим спричиняється необхідність управління кутовими рухами, для чого застосовуються відповідні контури управління (контури крену, рискання, тангажу). Управління рухом центру мас необхідне для того, щоб ЛА здійснював політ по заданій траєкторії, для чого застосовуються контури управління висотою, бічним відхиленням, швидкістю польоту і т.д. Науковою школою кафедри під керівництвом професора Грохольського А.Л. було розроблено шуканий спектр вимірювачів на основі триелектродних ємностей. В роботі використано дані теоретичні розробки. Системи управління повинні забезпечувати оптимальність режимів польоту. Збір інформації, обробка інформації і формування законів управління здійснюються комплексною автоматизацією на базі бортових аналогових або цифрових обчислювальних машин.
Автоматизація попередніх етапів проектування інерціальних стабілізованих платформ
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Салюк, Олександр Олексійович
Актуальні проблеми забезпечення високої точності процесів стабілізації та стеження для широкого класу інформаційно-вимірювальних систем, встановлюваних на рухомих об’єктах, можуть бути розв’язані на підставі принципів інерціальної стабілізації. Натепер системи стабілізації, побудовані на цих засадах, використовуються на рухомих об’єктах різного типу – від супутників до підводних човнів та у складі переносних приладів. Вражаючий прогрес інерціальних стабілізованих платформ зумовлений декількома досягненнями. Збільшення робочої смуги перепускання безпосередньо призводить до більшого подавлення збурень, а прогрес у розвитку гіроскопічних пристроїв, виконавчих механізмів, електронних пристроїв дозволяє створювати нові регулятори з розширеною полосою перепускання. Сучасні механічні конструкції разом з новими матеріалами забезпечують краще балансування, міцність та жорсткість. Механізми з більшою жорсткістю мають вищі частоти механічних резонансів, що забезпечує більшу смугу перепускання. Зменшення тремтіння у сучасних інерціальних стабілізованих платформах зумовлюється також зменшенням шумів у сучасних гіроскопічних приладах, виконавчих механізмах та електронних пристроях. Головна особливість інерціальної стабілізації у порівнянні з методами прямої стабілізації із слідкувальними приводами полягає у використанні в контурах управління інформації, отриманої від інерціальних датчиків. Відповідно до стандартів термінології інерціальних систем, розроблених Інститутом інженерів з електротехніки та радіоелектроніки (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) у США та схвалених багатьма країнами світу (Европа, Японія, Южная Корея, Канада, Росія), інерціальний датчик являє собою повністю автономний датчик місцезнаходження, просторової орієнтації або руху об’єкта за виключенням додаткової інформації, необхідної для його виставлення [2]. Використання автоматизації попередніх етапів проектування інерціальних стабілізованих платформ скорочує сроки виконання робіт та поліпшує якість проєктованих платформ, підвищує якість управління в реальних умовах єксплуатації, що супроводжується дією збурень.
Вимірювання кута обертання інтегруючим МЕМС гіроскопом з віртуальним обертанням стоячої хвилі
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Дукаценко, Юлія Станіславівна
Гіроскопи мають широкий спектр застосування: автомобілі, літальні апарати, системи стабілізації, супутникові навігаційні системи, мобільні телефоні та багато іншого. Вимірювання кута повороту необхідне для точного визначення положення системи в просторі. Мікромеханічні гіроскопи характеризуються високою точність, але після процесу балансування чутливих елементів в них виникає похибка нечутливості до малих швидкостей. Це означає, що виміряти кут повороту стає неможливим, що значно впливає на правильність показів гіроскопа та на подальшу роботу прилада або системи, частиною яких є гіроскоп. Віртуальне обертання стоячої хвилі може компенсувати цю похибку та підвищити точність показів, що вплине на визначення координат системи. Таким чином можна запобігти багатьом авіа- та авто-катастрофам, збільшити точність стабілізації.
Аналітичне конструювання фільтра сигналів прискорення літака
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Гаврилов, Андрій Володимирович
Для створення оптимальної системи управління необхідно проводити так звані етапи її «аналітичного конструювання». На цих етапах, які мають випереджати основні етапи проектування і створення майбутньої системи, тобто ще до витрат коштів і часу на етапі безпосереднього проектування, виготовлення, дослідження і доводки зразків системи, можливо визначити доцільність її подальшої розробки, її оптимальну структуру, а також досяжні рубежі якості цієї системи при врахуванні реальних умов експлуатації. Як відомо [2], у сфері створення систем стабілізації і управління складними динамічними об’єктами, що в процесі експлуатації (функціонування) перебувають під впливом багатьох збурюючих факторів, вирішення питань досягнення найвищої якості функціонування має базуватися на використанні новітніх наукових підходів, методів і алгоритмів (тобто наукоємних технологій) для створення конкурентоспроможних систем. Для забезпечення конкурентоспроможності системи, що створюються, мають бути оптимальними, тобто такими, що гарантують досягнення найліпших в реальних експлуатаційних умовах границь якості функціонування. Тут складний об’єкт, що потребує управління, розглядається як деяка динамічна система. Динамічна система – це математична модель для дослідження закономірностей різної природи, пов’язаних з рухом матеріальних тіл, передачею інформації, розвитком процесів, що корегуються (соціальних, біологічних, економічних, технологічних і т. ін.).
Дослідження і розробка методів надійної навігації безпілотних літальних апаратів
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Калмиков, Вадим Віталійович
В роботі розроблено алгоритм оптимізації побудови маршрутів для систем БПЛА з урахуванням вантажу, що може нести дрон, та висотних коридорів. Вирішено задачу підвищення ефективності навігації, а саме маршрутизації, системи дронів за допомогою найсучаснішіх методів оптимізації, що включають в себе використання рекурентних нейронних мереж на основі привертання уваги (Recurrent Attention Neural Network) зі вчителем та генетичних алгоритмів, для їх навчання. Отриманий алгоритм оптимізації був використаний для симуляції польоту системи БПЛА. Результати дослідження були підтверджені за допомогою моделювання в графічному середовищі Misson Planner.
Робастна оптимізація системи управління аерозондом з використанням фільтра Калмана (повздовжний канал)
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Снігуровська, Дарина Олегівна
З часом і постійним розвитком мобільних роботів використання безпілотного літального апарату (БПЛА) стало дуже популярним у різних сферах людського життя та технологічної діяльності. Перш за все, актуальність пов’язана з перевагами безпілотника. Завдяки своїм невеликим габаритам, міцній конструкції, компактності, маневреності та простоті управління, при невеликій масі та значній масі корисного навантаження безпілотні літальні апарати можуть виконувати широкий спектр завдань. Вони успішно використовуються для аерофотозйомки та картографування, оперативного прогнозування та оцінки наслідків надзвичайних ситуацій, моніторингу промислових об’єктів та природних комплексів, доставки товарів, для розважальних цілей тощо. Використання безпілотних літальних апаратів у пошуково-рятувальних операціях є відносно новою тенденцією, що швидко розвивається. У наші дні очевидно, що нові технологічні досягнення дозволяють залучати безпілотну авіацію до вирішення завдань високої складності. Безпілотні літальні апарати мають велику різноманітність можливих реалізацій завдяки своїй мобільності, простоті використання та відносній дешевизні. Хоча надійність БПЛА значно зросла за останні 15 років, ця проблема все ще залишається серед основних для виробництва літальних апаратів та різних видів галузей: військова, стратегічна. Нинішні показники відмов та аварій чи поломок на БПЛА набагато вищі, ніж у пілотованих літаків. Таким чином, згідно з постановкою проблеми дипломної роботи, мова йде про структурно-параметричний синтез оптимальної системи управління. Для доведення ефективності управління польотом ми провели моделювання замкнутої системи. Результати моделювання доводять високу ефективність синтезованого закону управління.
Ідентифікація параметрів бортового вимірювача
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Ткаченко, Денис Дмитрович
Ускладнення динамічних умов і необхідність автоматизації все більшої кількості режимів польоту сучасних ПС пред’являють підвищені вимоги до точності бортових вимірювальних приладів, систем та комплексів (в подальшому бортові вимірювачі (БВ)). Досягнення високої точності БВ в конкретних умовах польотів – важлива сторона проблеми забезпечення ефективності, безпеки та регулярності польотів ПС, а також економії паливних ресурсів. БВ повинні розглядатися, як складні (багатомірні, багато зв’язні) динамічні системи, які знаходяться під дією деяких експлуатаційних збурень. Збурені фактори носять стохастичний характер. Характерними рисами розвитку сучасної авіаційної техніки, в тому чисті і БВ, є безперервним удосконаленням складових її пристроїв та агрегатів, необхідністю забезпечення роботи останніх збурень в оптимальних режимах. Отже, аналіз якості БВ та їх оптимізацію доцільно здійснювати з позиції стохастичної динаміки систем керування. Методи, запровадженні цією теорією, можуть служити основою розробок технологічних процесів, як спорудження, доводок, так і наладки регулювання та атестації БВ в штатних режимах роботи. Дію збурювань, а також фактора “старіння” призводять до так званих “раптових” відмов бортового обладнання. Постатичні відмови знаходять постатичним погіршенням познаки якості деякої системи в процесі експлуатації та виходом його за допустимі границі. Раптова відмова – припиняє функціонування системи по тим чи іншим причинам. При відсутності раптових відмов, які повинні виникати дуже рідко, якість системи в кожний момент часу фактично визначається попереднім значенням показника якості.
Розпізнавання візуальних образів за результатами зйомок безпілотних апаратів
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Баборига, Андрій Сергійович
Розпізнавання образів – це автоматичне розпізнавання закономірностей у наборі даних. Це – зріла, але захоплююча сфера з доволі високим темпом розвитку, яка лежить в основі розвитку спільних областей, таких як комп'ютерний зір, обробка зображень, аналіз тексту та документів та нейронні мережі. Розпізнавання образів має застосування в статистичному аналізі даних, обробці сигналів, аналізі зображень, пошуку інформації, біоінформатиці, стисненні даних та комп'ютерній графіці. Воно бере свій початок у статистиці та техніці; деякі сучасні підходи до розпізнавання образів включають використання машинного навчання завдяки збільшенню доступності великих даних та новому обсягу обробної потужності. Розпізнавання образів можна визначити як класифікацію даних на основі вже отриманих знань або статистичної інформації, вилученої із образів або їх подання. У процесі біологічної еволюції багато тварин за допомогою зорового й слухового апарата вирішили задачу розпізнавання образів досить добре. Створення штучних систем розпізнавання образів залишається складною теоретичною й технічною проблемою. Необхідність у такому розпізнаванні виникає в найбільш різноманітних областях — від військової справи й систем безпеки до оцифровування різних аналогових сигналів. Перспективним напрямком використання даної технології видається її використання для обробки результатів аерофотозйомки з метою визначення певних характеристик географічної локації, що досліджується, наприклад, непроникності. Існує кілька імплементацій розпізнавання образів за результатами обробки зображень, отриманих, наприклад, за допомогою супутників, кожна з яких, на жаль, має певні недоліки, як-от повільне навчання розроблених нейронних мереж, погана якість результатів розпізнавання, або ж великий об’єм даних, що вимагається для роботи програм. Для розробки програми розпізнавання образів за результатами аерофотозйомок слід дослідити існуючі рішення розпізнавання образів, розглянути та вибрати мову програмування та супутні бібліотеки для реалізації застосунку. Необхідно також створити або реалізувати існуючу модель нейронної мережі, що буде відповідати за розпізнавання за результатами навчання. Потрібно детально розкрити алгоритм створеної програми та його складові, а також процес виконання програми. Розроблений застосунок повинен мінімізувати проявлення недоліків, що знайдені у інших програмах даного типу, або ж і зовсім їх уникнути. Програма, окрім свого прямого призначення, може бути використана викладачами та студентами для подальшого вдосконалення, а також у якості наочного матеріалу для дисциплін, пов’язаних з нейромережами.
Зoрoвий кaнaл пілoтa в кoнтурі штурвaльнoгo упрaвління
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Гаврилюк, Анна Вікторівна
Серед різнoплaнoвoсті прoблеми вивчення чaсoвих хaрaктеристик зoрoвoгo кaнaлу oперaтoрa aктуaльними є ті aспекти, щo пoв`язaні з підвищенням функціoнaльнoї якoсті і ефективнoсті систем упрaвління зa рaхунoк викoристaння дoсліджень прoцесів aкoмoдaції. Oсoбливo це стoсується різних aвтoмaтизoвaних систем упрaвління, функціoнувaння яких пoтребує вирішення бaгaтьoх прoблемних питaнь зa дoпoмoгoю викoристaння зoрoвoгo кaнaлу oперaтoрa. Тoму aктуaльними є вивчення прoблемних питaнь прoцесів aкoмoдaції. Прoпoнується нoвий підхід дo рoзрoбки рекoмендaцій тa прoпoзицій щoдo aнaлізу впливу нa реaкцію oперaтoрa типу зoбрaжень нa різних відстaнях. В результаті проведення дoслідження прoцесів aкoмoдaції oкa oперaтoрa в склaді aвтoмaтизoвaних систем упрaвління, a тaкoж їх пaрaметрів і хaрaктеристик визнaченo, щo тип зoбрaжень «пo кoнтуру» нaйкрaще сприймaється oперaтoрoм. Aкoмoдaція oкa oперaтoрa зaймaє суттєву чaстину чaсу сприйняття зoбрaжень oперaтoрoм (дo 30%). Ствoренo мaтемaтичний oпис oкa як динaмічнoгo oб’єктa, рoзглянутo мaтемaтичні мoделі прoцесів aкoмoдaції.
Синтез законів управління реактивного транспортного літака
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Шишова, Руслана Іванівна
Протягом останніх років швидкість розвитку автоматизованих систем контролю і управління росте. Важливими показниками для системи управління є якість та робастність. Якістю системи можна вважати сукупність властивостей, які визначають ступінь та задовольняють вимогам до здатності робочого стану системи. Забезпечити робастності системи управління для літальних апаратів є важливою з вимог до функціонування системи управління польотом, оскільки в задачах проектування систем автоматичного управління польотом літальних апаратів, динамічні властивості об’єктів під впливом зовнішнього середовища змінюються. Робастні системи дозволяють зберегти стійкість системи управління та утримати якість у допустимих необхідних межах призміні параметрів об’єкта. У даній роботі розглядається модель транспортного реактивного літака у просторі стану. В результаті проведеної роботи за допомогою програми MATLAB побудували лінійно-квадратичну задачу та фільтр Люенбергера для неперервної та дискретної системи для моделі транспортного реактивного літака у просторі стану. У результаті отримали у всіх випадках показники якості та робастності. Зроблено висновок, що за допомогою фільтру Люенебергера показники якості та робастності мають кращі значення, ніж при лінійно-квадратичній задачі, незалежно чи для дискретної, чи для неперервної.
Динамічне програмування Беллмана оптимального закону стабілізації крену літака
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Кучерявий, Андрій Васильович
Інтенсифікація повітряного руху в кінці ХХ століття призвела до посиленню вимог, що надаються до траєкторії літальних апаратів. Однією з основних завдань управління безпілотними літальними апаратами (БПЛА) є стабілізація заданого кутового положення, а саме кутів крену, тангажу і рискання. Для забезпечення необхідних характеристик точності стійкості і керованості використовують різні регулятори (ПД, ПІД і тд.). На стадії розробки концепції системи управління необхідно розробити математичну модель автоматичної системи і провести синтез передавальних чисел законів управління. В роботі представлені декілька постановок задачі синтезу оптимального закону стабілізації крену ЛА та методи їх вирішення. Детально розглянуто метод динамічного програмування Беллмана та метод синтезу із додаванням в систему детермінованого регулятора. Метод динамічного програмування полягає в тому, що оптимальне управління будується поступово. На кожному кроці оптимізується управління тільки цього кроку. Разом з тим на кожному кроці управління вибирається з урахуванням наслідків, так як управління, що оптимізовує цільову функцію тільки для даного кроку, може привести до неоптимальному ефекту всього процесу. Управління на кожному кроці має бути оптимальним з точки зору процесу в цілому. Який би не був початковий стан системи перед черговим кроком, управління на цьому етапі вибирається так, щоб виграш на даному кроці плюс оптимальний виграш на всіх наступних кроках був максимальним.
Система термостатування бортового обладнання релейного типу
(Національний авіаційний університет, 2020-12) Чернецький, Ярослав Володимирович
В даний час безперервне вдосконалення авіаційної та аерокосмічної техніки нерозривно пов'язано з пошуком нових підходів до питань створення систем, що забезпечують якісне і надійне функціонування на системи автоматичного керування літальними апаратами. Кожного дня з’являються нові або модифікуються уже відомі методи вирішення завдань покладених на ці важливі системи, що зменшують навантаження на пілотів літальних апаратів. Проте із розвитком даних систем збільшується не тільки їх потужність, а й присутність в них сучасних високопродуктивних електронних компонентів, що складають основу цих систем. Робота таких компонентів супроводжується значним виділенням тепла, особливо при їх експлуатації у стресових режимах роботи. Зокрема, відомо, що істотний вплив на якість роботи, точність показань і працездатність більшості авіаційних систем мають потужні теплові навантаження і збурення від зовнішніх і внутрішніх джерел енергії на борту літального апарату. Максимально допустима температура в відсіках залежить від граничних робочих температур обладнання та апаратури. Підвищення температури у відсіках порушує роботу бортових систем і вимагає для забезпечення їх нормальної роботи ускладнення конструкцій або заміну цих систем системами іншого типу. Тому, щоб виключити можливість виходу з ладу бортових систем в їх технічних характеристиках зазначаються температурні режими та діапазони при яких вони можуть коректно працювати. Ефективна робота таких систем вимагає адекватних засобів термостабілізації, які забезпечують необхідні температурні режими їх роботи. Окрім засобів термостабілізації можливе застосування конструктивних способів, які включають в себе застосування тепловідводу і компонування основних складових елементів систем. Розглянуті існуючі методи термостабілізації, показують що одних лише конструктивних і компенсаційних методів недостатньо для досягнення необхідних точностей і режимів роботи бортових систем, необхідно створювати окремі системи, що будуть забезпечувати термостастування всього бортового обладнання за будь-яких умов.

Browse

Browsing Кваліфікаційні роботи здобувачів вищої освіти кафедри аерокосмічних систем управління by Issue Date