Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Тема. Система управления летательного аппарата с самонаведением на конечном участке

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ. 6

1. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ. 8

1.1 Назначение системы управления летательного аппарата с
самонаведением на конечном участке. 8

1.2 Структурная схема системы управления ЛА.. 9

1.3 Алгоритм работы СУ с самонаведением на конечном участке. 16

2. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ. 19

2.1 Обзор аналогов и прототипов систем управления летательных
аппаратов. 19

2.2 Обоснование выбора структуры системы управления ЛА.. 32

2.3 Описание принципа проектирования. 33

2.4 Выбор среды моделирования. 35

2.5 Результаты моделирования. 38

3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ИСПЫТАНИЯ ПРИЁМНИКА НАЗЕМНОГО ПУНКТА
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАЛЬНОГО АППАРАТА.. 46

3.1 Введение. 46

3.2 Основные требования к программе механических испытаний. 46

3.3 Испытания на вибропрочность и виброустойчивость при
воздействии синусоидальной вибрации. 48

3.4 Испытания на прочность изделия при воздействии
механических ударов одиночного действия. 48

3.5 Программа климатических испытаний приемника наземного
пункта управления БПЛА.. 49

3.5.1 Испытания приемника на воздействие повышенной  температуры среды.. 50

3.5.2 Испытания приемника на воздействие пониженной температуры среды. 51

3.5.3 Испытания приемника на воздействие повышенной влажности. 53

3.5.4 Испытания приемника  на
воздействие изменения температуры среды. 54

3.5.5 Испытания приемника на воздействие атмосферного пониженного давления  56

3.5.6 Испытания приемника на воздействие атмосферных конденсированных
осадков (инея и росы) 58

3.5.7 Испытания приемника на воздействие соляного (морского) тумана. 60

3.6 Выбор технологической оснастки для оценки воздействия на приемник
изменений температуры окружающей среды. 61

4. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 63

4.1 Организационный план. 63

4.2 Расчет договорной цены.. 66

4.2.1 Материалы и покупные изделия и полуфабрикаты (за вычетом отходов) 67

4.2.2 Специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ. 68

4.2.3 Основная заработная плата научного и производственного персонала. 68

4.2.4 Дополнительная заработная плата научного и производственного
персонала  69

4.2.5 Страховые взносы в социальные фонды.. 70

4.2.6 Расходы на научные и производственные командировки. 71

4.2.7 Оплата работ, выполненных сторонними организациями и предприятиями  71

4.2.8 Прочие прямые расходы. 71

4.2.9 Накладные расходы.. 72

4.2.10  Полная себестоимость работ. 72

4.3 Определение договорной цены.. 73

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. АНАЛИЗ ОХРАНЫ ТРУДА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИСПЫТАНИЙ ПРИБОРА НАЗЕМНОГО ПУНКТА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ПОЗИЦИИ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА.. 76

5.1 Перечень опасных и вредных факторов при работе с ПК.. 76

5.2 Аттестация рабочего места. 79

5.3 Расчёт уровня шума. 80

5.4 Оценка
неионизирующих электромагнитных излучений. 80

5.5 Оценка условий
труда по показателям освещенности. 81

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 83

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 85

Введение:

Летательные
аппараты — сектор авиации, который развивается очень быстро и имеет большой
потенциал для роста и создания новых рабочих мест. Особенно в настоящее время
развиваются системы управления летательных аппаратов.

На
сегодняшний день стало возможным осуществление управления ЛА при отсутствии
связи с наземным пунктом. При этом полетное задание выполняется в автономном
режиме. Тем не менее, это не позволяет говорить о том, что командно-телеметрическая
радиолиния связи может быть исключена из состава ЛА.

В
силу повышенной сложности и стоимости комплекса при его эксплуатации требуется
постоянный контроль за состоянием ЛА  в
воздухе. Помимо этого, в настоящее время возникает необходимость в исследовании
систем управления ЛА с самонаведением на конечном участке.

В настоящее время все системы
самонаведения не отслеживают центр тяжести. Существует оперативная
потребность в системе слежения за центроидами и наведением на конечный участок
для устранения этого конкретного недостатка.

При
движении ЛА по сложным небаллистическим траекториям реализуются значительные
перегрузки, связанные с необходимыми маневрами при подходе к конечному участку.

Таким
образом, рассматриваемая тема в представленной выпускной квалификационной
работы является актуальной.

Целью
написания работы является исследование системы управления летательным аппаратом
с самонаведением на конечном участке.

При
написании выпускной квалификационной работы были поставлены следующие задачи:

1.
Представить алгоритм работы системы управления летательным аппаратом с
самонаведением на конечном участке.

2.
Разработать структуру системы управления летательным аппаратом с самонаведением
на конечном участке.

3. Выполнить
исследование разработанной системы управления летательным аппаратом с
самонаведением на конечном участке в предварительно выбранной среде
имитационного моделирования.

4. Изучить
вопросы, которые касаются безопасности жизнедеятельности.

5.
Рассмотреть вопросы технико-экономического обоснования выполнения проекта.

6. Изучить порядок
испытаний приемника наземного пункта системы управления летательного аппарата.

Предметом
исследования является система управления ЛА с самонаведением на конечном
участке.

Объектом
исследования является процесс разработки системы управления летательного
аппарата с самонаведением на конечном участке.

При
написании работы были использованы методы сравнения, анализа, исследования,
имитационного моделирования.

Заключение:

В результате написания выпускной
квалификационной работы проведена разработка системы управления летательного
аппарата с самонаведением на конечном участке.

Блок-схема варианта осуществления самонаведения
​​ состоит из импульсного лазерного диода с инжекцией GaAs, работающего на 0,9
микрон в качестве передатчика, кремниевого фотодиода в качестве чувствительного
элемента детектора, модулятора передатчика для подачи сильноточных импульсов, а
также схемы обработки изображения приемного и целевого сигнала в общем
импульсном режиме.

Оптика
используется для формирования остроконечного луча коаксиального сканирования,
направления прошедшего инфракрасного излучения на цель и концентрации
полученного обратного рассеяния от цели на поверхности приемника фотодиода
после прохождения через спектральный фильтр. Генератор  выдает сигнал на конечный участок.

Проведена разработка структурной схемы
системы управления ЛА с самонаведением на конечном участке. Система автоматического управления
движением строится как двухканальная следящая система, в которой один канал –
подсистема управления высотой в вертикальной плоскости и второй – подсистема
управления траекторного движением в горизонтальной плоскости.

Управление ЛА в вертикальной плоскости
осуществляется изменением величины вектора суммарной тяги, а управление в
горизонтальной плоскости – за счет его горизонтальной составляющей, которая
формируется путем  изменения углов тангажа
и крена при фиксированном угле рыскания.

Проведено
имитационное моделирование разработанной системы управления. По результатам
моделирования установлено, что какого-либо
перерегулирования в процессе управления не возникает. Это позволяет сделать
вывод о высоких параметрах качества системы автоматического управления ЛА с
самонаведением на конечном участке.

Помимо этого, проведено исследование вопросов
проведения климатических и механических испытаний приемника наземного пункта
управления с помощью ПК, а также представлены вопросы охраны труда и
экономического обоснования.

В результате написания работы были
выполнены следующие задачи:

1.
Представлен алгоритм работы системы управления летательным аппаратом с
самонаведением на конечном участке.

2. Разработано
структуру системы управления летательным аппаратом с самонаведением на конечном
участке.

3. Выполнено
исследование разработанной системы управления летательным аппаратом с
самонаведением на конечном участке в предварительно выбранной среде
имитационного моделирования.

4. Изучены
вопросы, которые касаются безопасности жизнедеятельности.

5.
Рассмотрены вопросы технико-экономического обоснования выполнения проекта.

6. Изучен
порядок испытаний приемника наземного пункта системы управления летательного
аппарата.

Фрагмент текста работы:

КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 1.1 Назначение системы управления
летательного аппарата с самонаведением на конечном участке Основная проблема самонаведения на
конечном участке ЛА состоит в том, что они ненадежно ориентируются на целевой
центроид. Все радиолокационные системы страдают от плохих эксплуатационных
характеристик из-за плохого разрешения луча антенны, неспособности определить
местоположение центроида по сигналу обратного рассеяния и чувствительности к
противодействию. Пассивные оптические поисковые устройства, как правило,
более точны, чем радиолокационные поисковые системы в тактических условиях в
условиях ясного неба. Однако типичные пассивные системы самонаведения
отслеживают инфракрасное излучение конечного участка и направляют их в точку,
расположенную в шлейфе.

Для хвостовых и лобовых встреч с конечными
участками отслеживание шлейфа может дать высокую вероятность попадания, но в
случае широкого бокового или лучевого столкновения вероятность достижения  значительно снижается, поскольку точка
самонаведения находится на шлейфе.

В настоящее время проводятся
исследования пассивного самонаведения, чтобы уменьшить широкое распределение
дальности бокового промаха. Типичные используемые методы — это концепции
смещения края и смещения опережения.

В настоящее время все системы
самонаведения не отслеживают центр тяжести. Существует оперативная
потребность в системе слежения за центроидами и наведением на конечный участок
для устранения этого конкретного недостатка.

При движении ЛА по сложным
небаллистическим траекториям реализуются значительные перегрузки, связанные с
необходимыми маневрами при подходе к конечному участку. Для повышения точности самонаведения
в настоящее время используются системы управления летательного аппарата с
самонаведением на конечном участке.

1.2 Структурная схема системы управления ЛА Система управления ЛА —  это средство, с помощью которого пилот
контролирует направление и положение ЛА в полете.

Системы управления полетом подразделяются
на так называемые первичные и вторичные системы управления
полетом. Первичные органы управления полетом необходимы для безопасного
управления ЛА во время полета.

Вторичные органы управления полетом
предназначены для улучшения летно-технических характеристик ЛА или для
уменьшения чрезмерной нагрузки на органы управления и состоят из устройств большой подъемной силы.

Движение любого из основных средств управления полетом ЛА заставляет
летательный аппарат вращаться вокруг оси вращения, связанной с поверхностью управления. Например,
для самолета элероны управляют движением вокруг продольной оси (крен), руль
высоты контролирует вращение вокруг боковой оси (тангаж), а руль направления
управляет движением вокруг вертикальной оси (рыскание).

Самыми основными системами управления полетом являются механические и, хотя
они восходят к самым ранним типам самолетов, они используются в большинстве ЛА. В
этой конструкции набор механических компонентов, таких как тросы, шкивы,
стержни и цепи, передают движение органов управления кабины экипажа на
соответствующую поверхность (поверхности) управления.