JPH01145295A - Auto-pilot device - Google Patents
Auto-pilot deviceInfo
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- JPH01145295A JPH01145295A JP62302955A JP30295587A JPH01145295A JP H01145295 A JPH01145295 A JP H01145295A JP 62302955 A JP62302955 A JP 62302955A JP 30295587 A JP30295587 A JP 30295587A JP H01145295 A JPH01145295 A JP H01145295A
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- amplifier
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、飛しよう体の誘導制御におけるオートパイ
ロット装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an autopilot device for guiding and controlling a flying object.
第2図は、従来のオートパイロット装置であり。 FIG. 2 shows a conventional autopilot device.
図において、111は加速度コマンド入力、(2)は増
幅器、 (5a)〜(3d)は高度バンドによってゲ
インを切換える増幅器であり、(4)はこの出力を積分
する積分器、 151はさらにその出力を舵角コマンド
に変換する増幅器、(6)は舵角コマンドに対する舵角
を得る操舵サーボ装置、(7)は舵角に対する機体の応
答、(81は機体の旋回角速度を検出するレートジャイ
ロであり、(9)は機体の加速度を検出する加速度計で
ある。In the figure, 111 is an acceleration command input, (2) is an amplifier, (5a) to (3d) are amplifiers that switch gains depending on the altitude band, (4) is an integrator that integrates this output, and 151 is its output. (6) is a steering servo device that obtains the rudder angle in response to the rudder angle command; (7) is the response of the aircraft to the rudder angle; (81 is a rate gyro that detects the turning angular velocity of the aircraft; , (9) is an accelerometer that detects the acceleration of the aircraft.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
加速度コマンド+11は、(21の増幅器により増幅さ
れ、高度バンドによって切換える増幅器(3a)〜(3
d)に入力する。そして、その出力は積分器(4)によ
り積分され、(5)の増幅器で増幅され、舵角コマント
となる。舵角コマンドに対し、操舵サーボ装置(6)は
舵角を出力する。(7)は舵角に対する機体の伝達関数
を表す部分であり、それによって得られた旋回角速度、
加速度は、それぞれ(8)のレートジャイロ、(91の
加速度計で検出され、角速度は積分器の前後、加速度は
(2)の増幅器の後にフィードバックされる。Acceleration command +11 is amplified by amplifier (21) and is switched by amplifiers (3a) to (3) depending on the altitude band.
d). The output is then integrated by an integrator (4) and amplified by an amplifier (5) to become a steering angle command. In response to the steering angle command, the steering servo device (6) outputs a steering angle. (7) is the part that represents the transfer function of the aircraft to the rudder angle, and the turning angular velocity obtained thereby,
The acceleration is detected by a rate gyro (8) and an accelerometer (91), and the angular velocity is fed back before and after the integrator, and the acceleration is fed back after the amplifier (2).
従来のオートパイロット装置は、 121.(4)、(
51の増幅器のゲインは一定であり、(4)の積分器の
前のゲイン(3a)〜(3d)を高度によって切替えて
いた。そのため飛しよう前に高度により、 (3a)
〜(3d)のうちのいずれかを設定してしまうと9発射
後はゲインを切換えることができず、飛翔条件が変化す
ると9機体の応答が変化してしまうという問題点があっ
た。そこで、ゲインスケジュール方式のオートパイロッ
トが研究されたが、この理論によるとコントロールゲイ
ンは、速度と高度の関数である空力微係数の関数となっ
ており、その計算はプロセッサで行う。しかし、リアル
タイム処理の点から、プロセッサの処理能力には限界が
あるため少しでも、プロセッサへの負担を軽減しなけれ
ばならない。またゲインスケジュール計算の結果決定さ
れたコントロールゲインは、常に機体を安定させるため
の条件を満足しなければならない。そのためには、ゲイ
ンスケジュール計算を最適に行う必要がある。この発明
は、上記のような問題点を解消するためになされたもの
で、高度。Conventional autopilot devices are: 121. (4), (
The gain of the amplifier 51 was constant, and the gains (3a) to (3d) in front of the integrator (4) were changed depending on the altitude. Therefore, depending on the altitude before flying, (3a)
If any one of ~(3d) is set, the gain cannot be changed after 9 launches, and if the flight conditions change, the response of the 9 aircraft will change. Therefore, a gain-scheduled autopilot was studied, but according to this theory, the control gain is a function of the aerodynamic differential coefficient, which is a function of speed and altitude, and the calculation is performed by a processor. However, from the point of view of real-time processing, the processing capacity of the processor is limited, so it is necessary to reduce the load on the processor as much as possible. Furthermore, the control gain determined as a result of gain schedule calculation must always satisfy conditions for stabilizing the aircraft. For this purpose, it is necessary to perform gain schedule calculation optimally. This invention was made to solve the above problems, and is highly advanced.
速度によるゲインスケジュールを最適かつ簡単に行うこ
とを目的とする。The purpose is to optimally and easily perform gain scheduling based on speed.
この発明に係るオートパイロット装置は機体の高度、速
度を検出し、それらの簡単な(二次・直角双曲線)関数
で近似したコントロールゲインを動圧バンド切換え器に
よって最適に選択された関数発生装置により得るように
したものである。The autopilot device according to the present invention detects the altitude and speed of the aircraft, and generates a control gain approximated by a simple (quadratic/rectangular hyperbolic) function using a function generator optimally selected by a dynamic pressure band switcher. It was designed to be obtained.
この発明においては、飛しよう体発射時に入力する初期
高度及び初期速度を動圧バンド切換え器に入力し、動圧
バンド切換え器が選択した最適な関数発生器により、コ
ントロールゲインを機体の安定条件を飛しよう中常に満
足し、速度及び高度の簡単な関数として得ることができ
るため、容易かつ最適なゲインスケジュールが可能とな
る。In this invention, the initial altitude and initial velocity that are input when launching a flying object are input to the dynamic pressure band switching device, and the control gain is adjusted to the stability conditions of the aircraft using the optimal function generator selected by the dynamic pressure band switching device. Since it is always satisfied during flight and can be obtained as a simple function of speed and altitude, easy and optimal gain schedules are possible.
以下、この発明の実施例の図について説明する。 Hereinafter, diagrams of embodiments of the present invention will be described.
第1図において、111は入力加速度コマンド、 +2
1゜+31.141.151は従来のオートパイロット
のゲイン(2)。In Fig. 1, 111 is an input acceleration command, +2
1°+31.141.151 is the gain (2) of the conventional autopilot.
(3a) 〜(3d) 、 +41. t5+に対応す
るものである。(3a) to (3d), +41. This corresponds to t5+.
+61. +71は従来のオートパイロットと同一であ
る。+61. +71 is the same as the conventional autopilot.
(8)は機体の角速度を測定するレートジャイロ、(9
:は機体の加速度を測定する加速度計、 naは機体の
高度、速度を計測する慣性基準装置であり、 (++a
)〜(+ th)は高度、速度の関数を発生する関数発
生装置、 (12a)〜(+ 2d)は初期高度、初
期速度の入力により、最適な関数発生装置を選択する動
圧バンド切換器、σ3は初期高度入力、α4は初期速度
入力である。(8) is a rate gyro that measures the angular velocity of the aircraft, (9
: is an accelerometer that measures the acceleration of the aircraft, na is an inertial reference device that measures the altitude and speed of the aircraft, (++a
) to (+th) are function generators that generate altitude and speed functions, (12a) to (+2d) are dynamic pressure band switchers that select the optimal function generator by inputting initial altitude and initial speed. , σ3 is the initial altitude input, and α4 is the initial speed input.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
このオートパイロット装置では、まずa3の初期高度入
力、 (141の初期速度入力により、(12a)〜(
+ 2d) の動圧バンド切換器で、最適な関数発生
器を(11a)〜(11h)の中から選択する。そして
。In this autopilot device, first, by inputting the initial altitude at a3 and inputting the initial speed at (141), (12a) to (
+2d) The optimum function generator is selected from among (11a) to (11h) using the dynamic pressure band switcher. and.
従来の動作と同様に入力加速度コマンド111は、増幅
器及び積分器+21.131.141.151を通るこ
とにより舵角コマンドとなる。この時、増幅器及び積分
器121、131.141.151のゲインは(11a
)〜(11h)ノうちから選択された関数発生器により
、速度及び高度の簡単な関数として与えられる。(5)
の出力である舵角コマンドは、操舵サーボ装置(6)に
より舵角となって出力される。(7)は機体の伝達関数
であり、 181゜191のレートジャイロ、加速度計
により機体の角速度、加速度が測定される。またnoの
慣性基準装置により1機体の速度及び位置を計算し、そ
の出力は(11a)〜(t th)の関数発生装置のう
ち、動圧バンド切換器で選択された関数発生装置に入力
され。As in conventional operation, the input acceleration command 111 becomes a steering angle command by passing through an amplifier and an integrator +21.131.141.151. At this time, the gain of the amplifier and integrator 121, 131.141.151 is (11a
) to (11h) are given as simple functions of speed and altitude by a function generator selected from among the following. (5)
The steering angle command, which is the output of the steering servo device (6), is output as a steering angle by the steering servo device (6). (7) is the transfer function of the aircraft, and the angular velocity and acceleration of the aircraft are measured by a 181°191 rate gyro and an accelerometer. In addition, the speed and position of one aircraft are calculated using the inertial reference device No., and the output is input to the function generator selected by the dynamic pressure band switcher among the function generators (11a) to (tth). .
高度及び速度の簡単な関数で近似されたコントロールゲ
イン121.131.(4)、(5)が得られる。また
(8)で測定された旋回角速度は、積分器(4)の前後
に加速度は、ゲイン(2)の後にフィードバックされる
。Control gains approximated by simple functions of altitude and speed 121.131. (4) and (5) are obtained. Further, the turning angular velocity measured in (8) is fed back to the integrator (4) and the acceleration is fed back after the gain (2).
以上のように、この発明によれば、最適な関数発生器を
用いて機体速度及び、高度の簡単な関数であるコントロ
ールゲインを1機体を安定させる条件を飛しよう中、常
に満たしながら得ることができ、ゲインスケジュール方
式オートパイロット装置が容易に構成され、従来のオー
トパイロット装置より精度も向上する効果がある。As described above, according to the present invention, the control gain, which is a simple function of aircraft speed and altitude, can be obtained using an optimal function generator while always satisfying the conditions for stabilizing one aircraft during flight. Therefore, the gain-scheduled autopilot device can be easily configured, and the accuracy is improved compared to the conventional autopilot device.
第1図はこの発明の実施例によるゲインスケジュール方
式のオートパイロット系のブロック図。
第2図は従来の高度バンドにより、ゲインを切換える方
式のオートパイロット系のブロック図である。
図において、11;は入力加速度コマンド、(2)、
+31゜151は増幅器、(41は積分器であり、(6
)は操舵サーボ装置、(7)は機体の応答を示す伝達関
数、(8)はレートジャイロ、(9)は加速度計、α1
は慣性基準装置。
aυは関数発生装置、α2は動圧バンド切換器、 +1
31は初期高度入力、α滲は初期速度入力である。
なお1図中、同一符号は同−又は、相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram of a gain schedule type autopilot system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a conventional autopilot system that switches the gain according to the altitude band. In the figure, 11; is an input acceleration command, (2),
+31°151 is an amplifier, (41 is an integrator, (6
) is the steering servo device, (7) is the transfer function indicating the response of the aircraft, (8) is the rate gyro, (9) is the accelerometer, α1
is an inertial reference device. aυ is a function generator, α2 is a dynamic pressure band switch, +1
31 is the initial altitude input, and α is the initial speed input. In addition, in FIG. 1, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
幅器の出力と加速度計の出力の差を増幅する第2の増幅
器、この第2の増幅器の出力とレートジャイロの出力の
差を積分する積分器、この積分器の出力とレートジャイ
ロの出力の差を増幅する第3の増幅器、この第3の増幅
器の出力から舵角信号を出力する操舵サーボ装置、機体
の旋回角速度を測定するレートジャイロ、機体の加速度
を測定する加速度計、機体の速度と高度を測定する慣性
基準装置、機体の初期高度及び初期速度の入力によりス
イッチを切換える動圧バンド切換器、この動圧バンド切
換え器で選択され、慣性基準装置で測定された機体の速
度と高度から第1の増幅器、第2の増幅器、第3の増幅
器、積分器のゲインを得るための関数発生器を備えたオ
ートパイロット装置。a first amplifier for amplifying the acceleration command; a second amplifier for amplifying the difference between the output of this first amplifier and the output of the accelerometer; and an integral for integrating the difference between the output of this second amplifier and the output of the rate gyro. a third amplifier that amplifies the difference between the output of the integrator and the output of the rate gyro; a steering servo device that outputs a steering angle signal from the output of the third amplifier; a rate gyro that measures the turning angular velocity of the aircraft; An accelerometer that measures the acceleration of the aircraft, an inertial reference device that measures the speed and altitude of the aircraft, a dynamic pressure band switch that changes the switch based on the input of the aircraft's initial altitude and initial speed, and the dynamic pressure band switch that selects the An autopilot device comprising a function generator for obtaining gains of a first amplifier, a second amplifier, a third amplifier, and an integrator from the speed and altitude of the aircraft measured by an inertial reference device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62302955A JPH01145295A (en) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | Auto-pilot device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62302955A JPH01145295A (en) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | Auto-pilot device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01145295A true JPH01145295A (en) | 1989-06-07 |
Family
ID=17915161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62302955A Pending JPH01145295A (en) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | Auto-pilot device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01145295A (en) |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP62302955A patent/JPH01145295A/en active Pending
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