5.15 Настройка летных параметров навигатора

Навигатор включает в себя набор процедур, отвечающих за управление входными воздействиями на стабилизатор, с целью добиться правильного и приемлемого полета в автоматическом режиме. С точки зрения программной иерархии навигатор является главным контуром по отношению к стабилизатору.

Для анализа окружающей действительности навигатор руководствуется показанием различных датчиков:

-      Искусственный горизонт (roll, pitch, yaw) – крен, тангаж, курс

-      Высота по бародатчику BMP085.

-      Вариометр

-      GPS координаты

-      GPS курс

-      GPS скорость относительно земли

 

Опционально:

-      Воздушная скорость с датчика дифференциального давления

-      Температура окружающей среды (bmp085 либо LM75AD)

-      Датчик мгновенного значения тока на ходовой батарее

Анализ датчиков происходит с периодом 40мс или 25 раз в секунду. На основании анализа, навигатор устанавливает необходимые воздействия на рули для достижения навигационной цели.

5.15.1 Основные принципы алгоритмов навигации

Управление самолетом, которое заложено внутрь навигатора, подразумевает выполнение самолетом некоторого кол-ва элементарных маневров. Последовательное выполнение цепочки маневров приводит к необходимому результату.

Маневры, которые заложены в навигатор, следующие:

-      Вираж влево. Выполняется совместным использованием элеронов и руля высоты.

-      Вираж вправо. Выполняется совместным использованием элеронов и руля высоты.

-      Выход на безопасную высоту. Достигается использованием элеронов, руля высоты и газа.

-      Небольшая курсовая коррекция. Достигается путем использования руля направления.

-      Набор высоты. Достигается использованием руля высоты и газа.

-      Сброс высоты. Достигается использованием руля высоты и газа.

-      Аварийная стабилизация. Достигается использованием всеми рулями и газом.

-      Триммирование. Достигается путем использования элеронов.

-      Аварийная посадка. Комплекс мероприятий по рулению самолетом, ведущих к приземлению самолета и предотвращению его разрушения.

 

В зависимости от целей и задач, навигатор может выполнять одновременно один или несколько элементарных маневров.

Виражи – выполняются с целью обеспечения грубого поворота или разворота самолета, который связан с существенной сменой целевого курса. Кол-во существенности задается в настройках навигатора.

Набор высоты – применяется навигатором с целью смены эшелона, если такового требует конечная целевая точка полета. Данный маневр выполняется с участием руля высоты и газа. Степень агрессивности и угол атаки зависит от расстояния до целевой точки и степени ошибки высоты. Работа газом в сторону увеличения оборотов используется всегда с целью подстраховки от сваливания. В момент набора высоты навигатор руководствуется текущей скоростью, положением тела самолета (реальной тангаж) и показанием вариометра. Границы работы рулями и показатели пологости траектории при наборе высоты задаются в настройках навигатора.

Сброс высоты – применяется навигатором с целью смены эшелона, либо снижения до целевой высоты. Во время выполнения данного маневра навигатор руководствуется текущей скоростью, текущем наклоном тела самолета в пространстве, показанием вариометра, высотой, расстоянием до цели и текущей высотой. Степень агрессивности при снижении существенно зависит от расстояния до целевой точки и текущей скорости самолета. Во время снижения постоянно отслеживается скорость самолета относительно земли. При нахождении в зоне безопасных скоростей, навигатор может сбросить газ, вплоть до нулевого значения.

Выход на безопасную высоту – применяется навигатором в момент обнаружения нахождения тела самолета на высоте, менее заданного минимума. Данная задача навигации является второй по приоритетности и фактически отменяет все остальные до момента своего завершения. Цель данной задачи – вывести самолет на безопасную высоту и далее продолжить управление самолетом в стандартном режиме. Выход на высоту осуществляется путем работы руля высоты и агрессивой работы газа. Во время осуществления маневра по вариометру отслеживается физические возможности самолета к набору высоты. При возникновении сложности пилотирования самолета носом вверх, тангаж будет выбран минимальный в зоне начала набора высоты, отловленной по вариометру, а газ будет выбран максимальным.

Аварийная стабилизация – особая часть навигатора, которая является задачей наивысшего приоритета и принудительно отключает любые другие задачи. Цель задачи – вывод тела самолета в горизонтальное положение любыми средствами. Критерий попадания самолета в аварийную ситуацию задается параметрами, описанными в разделе 5.15.7

Курсовая коррекция – задача коррекции курса самолета на относительно небольшой угол. Задача будет выполняться только рулем направления до определенного расхождения текущего и целевого курса. При превышении заданной курсовой ошибки, навигатор перейдет к более глубоким маневрам через виражные повороты. Но в любом случае степень давления на рули будет наращиваться постепенно, и тем быстрее, чем больше скорость нарастания ошибки.

Триммирование – подбор некоторого экспериментального постоянного воздействия на элероны с целью компенсации ошибки крена на постоянном курсе. Задача триммирования может быть активирована навигатором только на этапе курсовой коррекции, либо на этапе удержания нулевого курса. Причем статистика триммировки собирается не менее 4 секунд и выполняется только если после 4ех секунд удается поддержать заданный курс и горизонт. Степень триммеровки ограничена максимальными настройками навигатора. По умолчанию триммер может корректировать крен не более 10 градусов. Полученные значения триммеровки в дальнейшем применяются к элеронам постоянно, вплоть до полного окончания автоматического полета.

Аварийная посадка – Особый маневр, применяющийся только для посадки самолета, при условии нахождения самолета возле дома и потери R/C управления. Задача посадки выполняется в два этапа. Первый – снижение кругами до высоты 10м. Второй – выравнивание траектории, снижение оборотов двигателя и снижение до высоты 2м. Третий – отключение двигателя и поддержания плавного снижения вплоть до контакта с землей. Зона и точка посадки на данный момент никак не контролируется. Попав в режим аварийной посадки, навигатор не может выйти из него самостоятельно. Единственный способ – после восстановления R/C управления перейти в режим AST (стабилизация) или MAN (ручной) и взять управление на себя. В этом случае режим аварийной посадки немедленно отключается.

Бесплатный хостинг uCoz