Record Details

NEUROAVTOPILOT OF THE LONGITUDINAL CHANNEL OF THE AIRCRAFT

Наукові журнали Національного Авіаційного Університету

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title NEUROAVTOPILOT OF THE LONGITUDINAL CHANNEL OF THE AIRCRAFT
НЕЙРОАВТОПИЛОТ ПРОДОЛЬНОГО КАНАЛА ВОЗДУШНОГО СУДНА
Нейроавтопілот повздовжнього каналу повітряного судна
 
Creator Моденов, Ю. Б.; Національний авіаційний університет
Гордуз, О. В.; Національний авіаційний університет
 
Subject Transport
the autopilot; neuro-autopilot; mathematical model; aircraft longitudinal channel model; transient process
004.032.26 (045)
Транспорт
автопилот; нейроавтопилот; математическая модель; модель продольного канала воздушного судна; переходный процесс
004.032.26 (045)
Транспорт
автопілот; нейроавтопілот; математична модель; модель повздовжнього каналу повітряного судна; перехідний процес
004.032.26 (045)
 
Description The use of Classical Control Theory leads to necessity to consider linearized models, to use linear laws of control, the simplified data that reduces the practical importance of the results received. Accordingly, the problem of aircraft control systems creation is actual that uses nonlinear algorithms of control. After two decades of almost full oblivion, interest to artificial neural networks has quickly grown up for the last several years. Experts from such areas as technical design, Philosophy, Physiology and Psychology, are intrigued by the possibilities given by this technology, and are in search for its applications in directions of their interest. Such a revival of interest has been caused by both theoretical, and applied achievements. For today, the working prototypes of regulators of various types based on “purely” neural networks are developed. For research of dynamic characteristics of the aircraft in a longitudinal control channel, under influence of the autopilot on it, using programming language Java, the autopilot has been simulated that supplements the model of the aircraft. It was offered to include neuro-autopilot in a altitude control contour, that is the included neuro-autopilot covers the main functions on working out control signals on altitude stabilisation during transition to other altitude similar to developed autopilot (without speed control). To study the influence of neuro-autopilot on transient processes of model of the longitudinal channel of the aircraft, two situations are simulated: descent at the preset altitude, and ascent at the preset altitude, while making comparison of transient processes by altitude between autopilot control and neuro-autopilot control. Analyzing the transient processes graphs, we can make a conclusion that the airplane under neuro-autopilot not only reduces a static error, but essentially makes smoother the transient by altitude. More stable and smooth transient process improves the safety of air transportation. The conducted research shows that the approach to control of complex, nonlinear, dynamic systems in situations of uncertainty which is realised with the use of adaptation, gives a chance to a control system to adapt to change of a current situation, including the supernumerary ones.
Использование классической теории управления приводит к необходимости рассматривать линеаризованные модели, использовать линейные законы управления, упрощенные данные, что снижает практическую значимость полученных результатов. Соответственно, актуальной является задача создания систем управления воздушными судами, которые используют нелинейные алгоритмы управления. После двух десятилетий почти полного забвения интерес к искусственным нейронным сетям быстро вырос за последние несколько лет. Специалисты из таких областей, как техническое конструирование, философия, физиология и психология, заинтригованы возможностями, предоставленными этой технологией, и ищут приложения им внутри своих направлений. Это возрождение интереса было вызвано как теоретическими, так и прикладными достижениями. На сегодняшний день разработаны рабочие прототипы регуляторов основанных на "чисто" нейронных сетях различных типов. Для исследования динамических характеристик воздушного судна в продольном канале управления, при воздействии на него автопилота, средствами языка программирования Java смоделирован автопилот, дополняющий модель воздушного судна. Было предложено включить нейроавтопилот в контур управления по высоте, то есть включенный нейроавтопилот охватывает основные функции по работе в выработке сигналов управления по стабилизации высоты при переходе на другую высоту аналогично разработанному автопилоту (без учета контроля скорости). Для исследования влияния нейроавтопилота на переходные процессы модели продольного канала воздушного судна, смоделированы две ситуации: спуск на заданной высоте, и подъем на заданную высоту, сравнивая переходные процессы по высоте между управлением под влиянием автопилота и нейроавтопилота. Анализируя графики переходных процессов, можем сделать вывод, что самолет под действием нейроавтопилота не только уменьшает статическую ошибку, а и существенно сглаживает переходный процесс по высоте. Более стабильный и сглаженный переходный процесс повышает безопасность авиационных перевозок. Проведенные исследования показывают, что подход к управлению сложными, нелинейными, динамическими системами в ситуациях неопределенности, который реализуется с использованием адаптации, дает возможность системе управления приспосабливаться к изменению текущей ситуации, включая нештатные.
Використання класичної теорії управління призводить до необхідності розглядати ліанеаризовані моделі, використовувати лінійні закони управління, спрощені дані, що знижує практичну значимість отриманих результатів. Відповідно, актуальною є задача створення систем управління повітряними суднами, що використовують нелінійні алгоритми управління. Після двох десятиліть майже повного забуття інтерес до штучних нейронних мереж швидко виріс за останні кілька років. Фахівці з таких  областей, як технічне конструювання, філософія, фізіологія і психологія, заінтриговані можливостями, наданими цією технологією, і шукають застосування їм всередині своєї галузі. Це відродження інтересу було викликане як теоретичними, так і прикладними досягненнями. На сьогоднішній день розроблені робочі прототипи регуляторів заснованих на "чисто" нейронних мережах різних типів. Для дослідження динамічних характеристик повітряного судна у повздовжньому каналі управління, при впливі на нього автопілота, засобами мови програмування Java змодельований автопілот, що доповнює модель повітряного судна. Було запропоновано включити нейроавтопілот в контур управління по висоті, тобто включений нейроавтопілот охоплює основні функції по роботі у виробленні сигналів управління по стабілізації висоти при переході на іншу висоту аналогічно розробленому автопілоту (без урахування контролю швидкості). Для дослідження впливу нейроавтопілоту на перехідні процеси моделі повздовжнього каналу повітряного судна, змодельовано дві ситуації: спуск на задану висоту, та підйом на задану висоту, порівнюючи перехідні процеси по висоті між управлінням під впливом автопілоту та нейроавтопілоту.  На основі аналізу графіків перехідних процесів зроблено висновок, що літак під дією нейроавтопілоту не тільки зменшує статичну помилку, а й істотно згладжує перехідний процес по висоті. Більш стабільний і згладжений перехідний процес підвищує безпеку авіаційних перевезень. Проведені дослідження показують, що підхід до управління складними, нелінійними, динамічними системами в ситуаціях невизначеності, який реалізується з використанням адаптації, дає можливість системі управління пристосовуватись до зміни поточної ситуації, включаючи нештатні.
 
Publisher National Aviation University
 
Contributor —
—
—
 
Date 2019-04-30
 
Type —
—
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/SBT/article/view/13540
10.18372/2310-5461.41.13540
 
Source Наукоємні технології; Том 41, № 1 (2019); 140-145
Science-based technologies; Том 41, № 1 (2019); 140-145
Наукоемкие технологии; Том 41, № 1 (2019); 140-145
 
Language uk
 

Технічна підтримка: НДІІТТ НАУ