Уравнения движения подвижных объектов

3.4.1. Летательный аппарат (самолетной аэродинамической схемы) – объект управления. Органы управления ЛА.

3.4.2. Оси координат.

3.4.3. Пространственное движение ЛА.

3.4.4. Уравнения продольного движения.

3.4.5. Линеаризация уравнений продольного движения.

3.4.6. Упрощение линеаризованных уравнений продольного движения.

3.4.7. Боковое движение ЛА. Аэродинамические силы и моменты, действующие на ЛА.

3.4.8. Уравнения движения крена.

3.4.9. Уравнения движения рыскания.

3.4.10.Упрощенные уравнения движения ЛА. Передаточные функции ЛА.

Уравнения движения и структурная схема УР.

3.4.11.1. Уравнения движения и структурная схема УР с расположением рулей по схеме «утка».

3.4.11.2. Уравнения движения и структурная схема УР с расположением рулей по нормальной аэродинамической схеме.

3.5. Автоматическая стабилизация и управление подвижным объектом

3.5.1 Автопилоты.Функциональная схема, основные элементы и законы управления автопилотов (АП). Типовая функциональная схема автопилота.

Технические средства реализации автопилотов

3.6.1. Датчики сигналов о параметрах движения ЛА.

3.6.2. Блок формирования команд.

3.6.3. Исполнительные элементы АП.

3.6.4 Электрические рулевые машинки.

3.6.5. Гидравлические рулевые машинки.

3.6.6. Пневматические и газовые рулевые машинки.

3.6.7. Рулевой привод.

3.6.8. Рулевой привод без обратной связи.

3.6.9. Рулевой привод с жесткой обратной связью.

3.6.10. Рулевой привод со скоростной обратной связью.

3.6.11. Рулевой привод с изодромной обратной связью.

3.6.12. Механизм согласования.

3.6.13. Основные законы управления автопилотов.

Аннотация программы учебной дисциплины

«Инерциальные и интегрированные навигационные системы»

Цель и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является приобретение студентами знаний по основам построения инерциальных и интегрированных инерциальных навигационных систем и формирование практических навыков анализа, синтеза и интеграции систем навигации.

Задачами дисциплины являются:

- изучение основ теории инерциальных навигационных систем;

- изучение методов комплексирования навигационных устройств;

- изучение методов статистической оптимизации, использующихся при создании навигационных комплексов;

- изучение алгоритмов оптимальной обработки информации при объединении нескольких навигационных устройств в интегрированную навигационную систему.

Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен :

- знать:

- принцип невозмущаемости Шулера;

- основы построения и конструкцию платформенных инерциальных навигационных систем;

- математические основы, алгоритмы и структуру бесплатформенных инерциальных навигационных систем;

- погрешности инерциальных навигационных систем;

- основы комплексирования навигационных устройств;

- основы оптимальной обработки информации в навигационных комплексах.

- уметь:

-настраивать инерциальную навигационную систему на период Шулера;

- рассчитывать погрешности инерциальных навигационных систем;

- разрабатывать модель погрешностей инерциальных систем;

- определять параметры навигационных фильтров при решении задач комплексирования;

- пользоваться программами моделирования инерциальных и интегрированных систем.

- владеть:

- методами анализа точности инерциальных навигационных систем,

- алгоритмами бесплатформенных инерциальных навигационных систем;

- способами комплексирования навигационных устройств.

Содержание дисциплины.

Физические основы инерциальной навигации.

1.1. Инерциальный способ определения координат местоположения объекта.

1.2. Инерциальная навигация на плоской поверхности

1.3. Навигация на сферической Земле.

1.4. Маятник, не возмущаемый ускорениями точки подвеса.

1.5. Особенности измерения ускорения.

1.6. Фигура Земли. Виды вертикалей.

Принципы построения ИНС.

2.1. Географические координаты и их определение.

2.2. ИНС полуаналитического типа

2.2.1. Принцип интегральной коррекции

2.2.2. Погрешности ИНС

2.2.3. Азимутальный канал ИНС

2.3. ИНС геометрического типа

2.4. Принципы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем.

3. Основы теории БИНС

3.1. БИНС с углами Эйлера - Крылова

3.2. БИНС с направляющими косинусами

3.3. БИНС с параметрами Родрига – Гамильтона

3.3.1. Ось конечного поворота

3.3.2. Параметры Родрига-Гамильтона

3.3.3. Кватернионы

3.3.4. Кватернионные матрицы

3.3.5. Кинематические уравнения для кватерниона

3.3.6. БИНС с параметрами Родрига – Гамильтона

4. Модель ошибок БИНС.

4.1. Постановка задачи

4.2. Элементарный анализ ошибок БИНС

4.3. Векторная модель ошибок БИНС

4.4. Скалярная модель ошибок БИНС

4.5. Уравнения ошибок определения параметров ориентации

5. Комплексные навигационные системы

5.1. Элементы теории случайных процессов

5.2. Принципы построения комплексных систем навигации

5.2.1. Способ компенсации

5.2.2. Способ фильтрации

5.3. Непрерывный фильтр Калмана в комплексных навигационных системах

5.4. Дискретный фильтр Калмана в комплексных навигационных системах

5.5. Алгоритмы навигационных определений в спутниковых навигационных системах.

5.6. Интегрированные инерциально - спутниковые системы.

5.7. Коррекция БИНС с использованием информации от геофизических полей

6. Начальная выставка БИНС