DSpace Community:
https://er.nau.edu.ua/handle/NAU/40184
2024-03-29T14:41:39ZПідвищення якості автоматичного управління регіонального літака при заході на посадку в умовах збурень
https://er.nau.edu.ua/handle/NAU/52289
Title: Підвищення якості автоматичного управління регіонального літака при заході на посадку в умовах збурень
Authors: Просвірін, Дмитро Андрійович; Prosvirin, Dmytro A.
Abstract: Дисертаційну роботу присвячено створенню моделі, методів, алгоритмів управління польотом регіонального літака при заході на осадку, що дозволяє підвищити якість автоматичного управління, ефективність використання енергетичних ресурсів ПС в умовах збурень.
В результаті проведених досліджень вирішено актуальне наукове завдання розробки методів, моделі управління регіональним літаком, що застосовують інформацію даних про об’єкт управління для підвищення якості та ефективності польотів.
Метою роботи є підвищення ефективності використання енергетичних ресурсів регіонального літака, шляхом створення системи автоматичного управління (САУ) при заході на посадку. Для досягнення зазначеної мети в роботі були поставлені і вирішені наступні завдання:
1) аналіз, уточнення та вдосконалення існуючих підходів і методів управління літальними апарати;
2) розробка алгоритмів оптимального управління польотом регіонального літака при заході на посадку у локально обмежений простір ;
3) розробка моделі САУ польотом регіонального літака при заході на посадку (створення програмно-математичних комплексу управління, проведення напівнатурних випробувань для підбору коефіцієнтів законів управління для математичного моделювання поведінки та методів керування транспортним засобом в екстремальних умовах);
4) розробка технології управління польотом регіонального літака при заході на посадку на основі запропонованих методу управління і моделі САУ, що забезпечує ефективне літаководіння з мінімальною участю екіпажу.
5) впровадження та виробнича апробація результатів.
Створено адаптивну модель системи автоматичного управління польотом регіонального літака при заході на посадку, яка відрізняється застосуванням високоточних льотно-технічних даних, що забезпечують розрахунок та виконання оптимального польоту з точки зору паливних витрат в умовах збурень.
Розроблено алгоритми оптимального управління польотом регіонального літака при заході на посадку, що застосовують нові рішення щодо способу заходу на посадку, що забезпечують виконання процедур з мінімальними паливними витратами
Реалізація інформаційної технології управління польотом регіонального літака дозволяє заощадити близька 50 % паливних витрат.; The dissertation is devoted to the creation of a model, methods, algorithms for controlling the flight of a regional aircraft during approach, which allows to improve the quality of automatic control, efficiency of energy resources of the aircraft in disturbances.
As a result of the conducted researches the actual scientific task of development of methods, models of control of the regional plane which use the information of data on object of management for increase of quality and efficiency of flights is solved.
The purpose of the work is to increase the efficiency of energy use of the regional aircraft by creating an automatic control system (ACS) at approach phase . To achieve this goal in the work were set and solved the following tasks:
1) analysis, refinement and improvement of existing approaches and methods of aircraft control;
2) development of algorithms for optimal flight control of a regional aircraft during approach phase;
3) development of a model of AFCS by flight of a regional aircraft at approach phase (development of software and mathematical control complex, databases of flight technical data; conducting semi-natural tests for selection of coefficients of control laws);4) development of flight control technology for a regional aircraft at approach phase on the basis of the proposed control method and ACS model, which provides effective aircraft control with minimal crew participation.
5) implementation and production testing of results.
An adaptive model of the automatic flight control system of a regional aircraft at approach phase has been developed, which differs in the use of high-precision flight technical data that provide calculation and execution of optimal flight in terms of fuel consumption at disturbances conditions.
Algorithms for optimal flight control of a regional aircraft during approach phase are developed, which uses new solutions for the approach method, which ensure the implementation of procedures with minimal fuel costs
Implementation of information technology for flight control of a regional aircraft saves around 50% of fuel costs.2021-08-18T00:00:00ZМодель функціонування системи «пілот–літак» при управлінні рухом на етапі посадки
https://er.nau.edu.ua/handle/NAU/52288
Title: Модель функціонування системи «пілот–літак» при управлінні рухом на етапі посадки
Authors: Благая, Людмила Володимирівна; Blahaia, Liudmyla V.
Abstract: Розроблено стохастичну математичну модель діяльності ергатичної системи «пілот-літак» на етапі заходу на посадку як системи масового обслуговування, яка об’єднує модельні уявлення станів людини-оператора і технічної частини системи в єдину модель. Результати розробленого програмного забезпечення показали, що параметри, отримані за моделлю, відповідають параметрам польоту, отриманим з системи реєстрації параметрів літака на режимі заходу на посадку.
Результати удосконалення математичної моделі «Узагальнена робоча характеристика людини-оператора» дали змогу досліджувати системні характеристики операторської діяльності в системі «пілот–літак» на етапі заходу на посадку та, відповідно до отриманих висновків вносити коригування в методики підготовки пілотів з відпрацювання нештатних та аварійних ситуацій.; A stochastic mathematical model of the activity of the ‘pilot-aircraft’ ergatic system at the landing phase as a queuing system has been developed. This model combines model representations of human operator states and the technical part of the system into a single model.
The results of the developed software showed that the parameters obtained from the model correspond to the flight parameters obtained from the flight data recorder system during the landing phase.
The results of the mathematical model improving ‘Generalized operating characteristic of human operator’ allow investigating the system characteristics of operator activities in the ‘pilot-aircraft’ system at the landing stage and, according to the conclusions obtained, make adjustments to the methods of pilots training for practising emergencies.2021-08-18T00:00:00ZМетоди диференційної навігації повітряних суден за сигналами глобальних навігаційних супутникових систем
https://er.nau.edu.ua/handle/NAU/52287
Title: Методи диференційної навігації повітряних суден за сигналами глобальних навігаційних супутникових систем
Authors: Куценко, Олександр Вікторович; Kutsenko, Oleksandr V.
Abstract: Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі розробки методів диференційної навігації повітряних суден за сигналами глобальних навігаційних супутникових систем, що має важливе значення для підвищення безпеки польотів.
Метою дисертаційної роботи є розробка і експериментальне дослідження нових і удосконалених методів диференційної навігації повітряних суден за сигналами multi-GNSS, при виконанні операцій: маневру в зоні аеродрому, здійснення заходу на посадку з вертикальним скеровуванням і по категорії.
В дисертаційній роботі проведений аналіз документів провідних організацій та наукових публікацій в авіаційній і космічній галузях. За цими даними можна стверджувати, що авіаційний транспорт відіграє провідну роль у забезпеченні стійкості економічного та соціального розвитку. Ключовим елементом, який забезпечує ефективність і надійність експлуатації авіаційного транспорту є аеронавігаційне забезпечення, зокрема його радіонавігаційна складова. Особливе значення приділяється розробці супутникових систем посадки. Розглянута прийнята ICAO класифікація заходів на посадку, і проведений аналіз існуючих категорійних систем посадки за приладами. Наданий опис вимог які висуваються до супутникової системи посадки.Аналіз показав, що актуальною науковою задачею є розробка методів диференційної навігації повітряних суден за сигналами глобальних навігаційних супутникових систем, що має важливе значення для підвищення безпеки польотів.
В дисертаційній роботі розглянутий фінальний сегмент заходу на посадку та локальна топоцентрична Декартова система координат XYV пов’язана з злітно-посадковою смугою. Розглянуто похибки які виникають в системі посадки за приладами по сигналам кількох навігаційних супутникових систем. Представлено існуючі і розроблені моделі які дозволяють зменшити вплив даних похибок. Зокрема розроблену модель залишкової тропосферної затримки після здійснення диференційної корекції псевдовідстані ключовою особливістю якої є можливість застосування за відсутності метеорологічних даних. Надана модель корекції псевдовідстані і псевдошвиткості які розраховуються за даними отриманими з кількох наземних навігаційних приймачів, з метою передачі в бортову підсистему системи посадки.
В дисертаційній роботі представлені існуючі і розроблені методи виявлення збоїв в наземній підсистемі системи посадки, визначення вкладу наземної підсистеми в похибку скоректованої псевдовідстані, оцінювання точності і цілісності визначення координат, в кінематичному режимі для різних комбінацій супутникових систем.В дисертаційній роботі описаний розроблений апаратно-програмний комплекс що реалізує створені методи і моделі і дозволяє в умовах напівнатурного моделювання досліджувати точність та цілісність навігаційного рішення при виконанні запланованої операції: маневру в зоні аеродрому, здійснення за-ходу на посадку з вертикальним скеровуванням і по категорії з використанням різних комбінацій сигналів супутникових систем: GPS, GLONASS, GALILEO і BeiDou.
Надані результати льотних випробувань розробленого апаратно-програмного комплексу. Експериментальний політ являв собою відпрацювання лінійної траєкторії, що імітує фінальну ділянку заходу на посадку і проліт над злітно посадковою смугою.
За результатами випробувань отримані такі дані: оцінка вкладу наземної підсистеми в похибку визначення псевдовідстані протягом проведення експерименту; для супутникової навігаційної системи при виконанні запланованої операції: маневру в зоні аеродрому, здійснення за-ходу на посадку з вертикальним скеровуванням і по категорії з використанням різних комбінацій сигналів супутникових систем: GPS, GLONASS, GALILEO і BeiDou отримані еліпсоїди похибок навігаційної системи та, відсоток хибної дієздатності та хибної недієздатності системи.; The dissertation is devoted to the solution of the actual scientific and technical problem: aircraft differential navigation methods development with the use of global navigation satellite systems signals. That is important for increasing the safety of flights.
The aim of the dissertation is the develop and experimentally study new and improved methods of aircraft differential navigation with the use multi-GNSS signals for performing operations: a maneuver in the aerodrome area, landing approach with vertical guidance and categorical.
The dissertation analyzes the documents of leading organizations and scientific publications in the aviation and space industries. According to these data, it can be argued that air transport plays a leading role in ensuring the sustainability of economic and social development. A key element that ensures the efficiency and reliability of air transport operations is air navigation support, in particular its radio navigation component. Special attention is paid to the development of satellite landing systems. The ICAO classification of landing approaches is considered, and the analysis of existing categorical systems of instrumental landing is presented. A requirements description for the satellite landing system is provided.
The analysis showed that the actual scientific task is aircraft differential navigation methods development with the use of global navigation satellite systems signals, which is important for improving flight safety.
In the dissertation, the final approach segment and the local Cartesian coordinate system XYV connected with the runway are considered. The errors arising in the instrumental aircraft landing system with the use of several satellite systems signals are considered. Presented existing and developed models that reduce the impact of these errors. In particular, the developed model of residual tropospheric delay after the differential correction of the pseudorange. A key feature of which is the possibility of application in case of meteorological data absence. Given a model of pseudorange and pseudorate correction witch calculated from data obtained from several ground-based receivers, and transmit to the landing system onboard subsystem.The dissertation presents existing and developed methods for detecting failures in the landing system ground subsystem, determining the contribution of the ground subsystem to the error of the corrected pseudorange, estimating the accuracy and integrity of coordinate determination in a kinematic mode for different combinations of satellite systems.
The dissertation describes the developed hardware and software complex that implements created methods and models and allows navigation solution accuracy and integrity hardware in the loop simulation research, for performing operations: a maneuver in the aerodrome area, landing approach with vertical guidance and categorical, using different signals combinations from satellite systems: GPS, GLONASS, GALILEO and BeiDou.
Presented flight test results of the developed hardware and software complex. The experimental flight has a linear trajectory that simulates the landing final approach segment and the flight over the runway.
According to the test results, the following data were obtained: ground subsystem contribution estimation to the pseudorange error during the experiment; for satellite navigation system during the planned operation: maneuver in the aerodrome area, landing approach with vertical guidance and categorical using different signals combinations from satellite systems: GPS, GLONASS, GALILEO and BeiDou, navigation system error ellipsoids and the percentage false system capacity and false system incapacity were obtained.2021-08-18T00:00:00ZМетоди і алгоритми прецизійного визначення місцеположення рухомих об’єктів за сигналами глобальних навігаційних супутникових систем
https://er.nau.edu.ua/handle/NAU/49720
Title: Методи і алгоритми прецизійного визначення місцеположення рухомих об’єктів за сигналами глобальних навігаційних супутникових систем
Authors: Кондратюк, Василь Михайлович; Kondratiuk, Vasyl M.
Abstract: Дисертаційна робота присвячена застосуванню глобальних навігаційних супутникових систем (ГНСС) для вирішення актуальних наукових завдань: прецизійного визначення місцеположення рухомих об’єктів за допомогою обробки кодових і фазових ГНСС-спостережень без ускладненої процедури розв’язання фазової неоднозначності.
В дисертації вирішено науково-технічну задачу розробки методів і алгоритмів прецизійного визначення місцеположення рухомих об’єктів за допомогою обробки кодових і фазових ГНСС-спостережень без ускладненої процедури розв’язання фазової неоднозначності.
Удосконалено метод обробки кодових і фазових ГНСС спостережень, що вирішує задачу згладжування/фільтрації кодових спостережень з використанням безперервних фазових спостережень в режимі кінематичного позиціонування, який, на відміну від відомих, враховує вплив накручування фази несучої (“wind ефект), який проявляється при зміні напрямку руху, еволюціях, обертаннях об’єктів. Даний метод забезпечує підвищення точності оцінки координат рухомих об’єктів до дециметрового рівня.
В процесі наукових досліджень отримав розвиток метод комбінованого диференціального сумісного кодово фазового рішення навігаційної задачі з одночасною оцінкою початкових фазових неоднозначностей (як континуальних змінних) та без безпосереднього здійснення операцій згладжування/фільтрації. Метод є найбільш ефективним для спільної обробки спостережень GPS+ГЛОНАСС так як враховує особливості частотного розносу спектрів випромінюваних сигналів ГЛОНАС, що забезпечує дециметровий рівень точності.
Вперше розроблено метод сумісної обробки кодових і фазових ГНСС-спостережень, що вирішує задачу точного кінематичного позиціонування, який, на відміну від відомих методів, дозволяє усунути варіаційні складові похибки рішення, суттєво зменшення вплив стрибків оцінок кодово-фазових рішень, обумовлених зміною робочого сузір’я супутників ГНСС, та, в середньому, у 2 рази зменшити похибки позиціонування по відношенню до «згладженого» рішення і в 3–4 рази по відношенню до DGPS рішень. Розроблена методика оцінки фактичної точності координатних визначень з використанням диференціальної коригувальної інформації, що дозволяє провести верифікацію ГНСС-устаткування користувача для двох режимів роботи: для нерухомого приймача – статичний режим та для мобільного приймача – кінематичний режим.; The dissertation is devoted to the application of global navigation satellite systems (GNSS) to solve relevant scientific problems: precision position determination of moving objects by processing the carrier phase and code GNSS observations without a complicated procedure of the carrier phase ambiguity resolution.
The dissertation solves the scientific and technical problem of developing methods and algorithms for precision position determination of moving objects by processing the carrier-phase and code GNSS observations without a complicated procedure of the carrier-phase ambiguity resolution.
The method for processing carrier-phase and code GNSS observations has been improved that solves the task of smoothing/filtering of code observations using continuous carrier-phase observations in the mode of kinematic positioning, which in a contrast to other known methods takes into account the influence of carrier phase contribution (“wind-up”-effect), which is manifested during change of motion direction, evolution and rotations of moving objects. This method ensures accuracy of moving objects coordinates determination increase up to decimeter level.
In the process of scientific research, the method of combined differential compatible code and carrier-phase solution of the navigation problem was developed with simultaneous estimation of initial carrier-phase ambiguities (as continuous variables) and without direct smoothing / filtering operations. The method is the most effective for the joint processing of GPS + GLONASS observations as it takes into account the peculiarities of the frequency distribution of the spectrums of the emitted GLONASS signals, which provides a decimeter level of accuracy.
For the first time, a method of joint processing the carrier-phase and code GNSS observations was developed, which solves the problem of accurate kinematic positioning, which, unlike known methods, allows eliminating variational components of solution error, significantly reducing the impact of estimates of code-phase solutions due to changes in the working constellation of GNSS satellites, and, on average, 2 times reducing the positioning errors with regard to the "smoothed" solution and 3–4 times with regard to DGPS solutions.
A method for estimating the actual accuracy of coordinate determinations using differential correction information has been developed, which allows to make verification of the user’s GNSS equipment for two operating modes: for a fixed receiver – static mode and for a mobile receiver – kinematic mode.2021-04-11T00:00:00Z