Системи керування літальних апаратів та їх моделювання
Спеціальність: Авіаційні інформаційні системи та комплекси
Код дисципліни: 7.173.01.O.005
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Електронні засоби інформаційно-комп'ютерних технологій
Лектор: проф. Романишин Юрій Михайлович
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
загальні компетентності:
ЗК 3. Здатність проведення досліджень на відповідному рівні.
ЗК 7. Уміння ідентифікувати, формулювати та розв’язувати завдання з використанням різних методів та засобів.
ЗК 9. Уміння та навички використання інформаційних і комунікативних технологій, адаптуватися та працювати в нових ситуаціях.
фахові компетентності:
ФК 1. Здатність синтезувати і аналізувати оптимальні системи автоматичного керування літальних апаратів.
ФК 3. Здатність застосовувати комп’ютерні технології проектування і моделювання динамічних процесів літальних апаратів та систем авіоніки.
ФК 6. Здатність досліджувати пілотажно-навігаційні системи та системи автоматичного керування літальних апаратів.
ФК 7. Здатність використовувати передові технології при дослідженні та проектуванні систем керування літальними апаратами, розробці апаратних та програмно-алгоритмічних засобів підвищення точності, надійності, живучості, ресурсів функціонування систем авіоніки.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
ЗН 6. Знання систем керування літальних апаратів, сучасних методик синтезу функціональних та структурних схем систем автоматичного управління літальними апаратами та їх моделювання.
УМ 5. Уміння аналізувати та синтезувати цифрові системи автоматичного керування.
УМ 6. Уміння розробляти алгоритми керування рухом літальних апаратів.
УМ 8. Вміти описувати динамічні процеси літальних апаратів, обирати алгоритми керування рухом літальних апаратів.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити – немає
Кореквізити -
Мікросистемна авіоніка.
Мікросистемна авіоніка (Курсовий проект).
Аеронавігаційні системи та їх моделювання
Короткий зміст навчальної програми: Навчальна дисципліна передбачає вивчення таких основних тем.
Літальний апарат як об’єкт керування. Класифікація систем керування. Системи координат, які використовуються в системах керування рухом літака. Рівняння просторового руху літака. Узагальнена математична модель руху літака. Поздовжній та боковий рух. Лінеаризація рівнянь руху літака. Передавальні функції та математичні моделі поздовжнього руху літака. Математичні моделі бокового руху літака. Лінеаризація рівнянь бокового руху літака. Передавальні функції бокових рухів літака. Система автоматичного управління літака. Автопілот. Принципи дії. Принципи дії автопілотів по каналу крену. Принципи дії автопілотів по каналу тангажу. Принципи дії автопілотів по каналу курсу. Стабілізація курсу при управлінні автопілотом кермом повороту. Стабілізація курсу при управлінні автопілотом елеронами і кермом повороту. Стабілізація кута курсу при дії збурень. Принцип дії автопілота при управлінні висотою польоту. Математична модель і передавальна функція кермового приводу. Моделювання управління руху літака засобами Simulink MATLAB.
Опис: 1. Літальний апарат як об’єкт керування. Способи управління польотом. Класифікація систем керування.
2. Системи координат, які використовуються в системах керування рухом літака. Перетворення систем координат.
3. Аеродинамічні сили і моменти, що діють на літак в процесі польоту. Рівняння просторового руху літака. Узагальнена математична модель.
4. Поздовжній та боковий рух. Поведінка літака при відхиленні органів керування.
5. Лінеаризація рівнянь руху літака. Передавальні функції та математичні моделі поздовжнього руху літака.
6. Математичні моделі бічного руху літака. Лінеаризація рівнянь бічного руху літака. Передавальні функції бічних рухів літака.
7. Стійкість та керованість руху літака. Поздовжня стійкість та керованість руху літака.
8. Бокова стійкість та керованість руху літака. Шляхова стійкість та керованість літака.
9. Система автоматичного управління літака. Автопілот. Принципи дії. Принципи дії автопілотів по каналу крену.
10. Принципи дії автопілотів по каналу тангажу. Способи управління кутом тангажу. Стабілізація кута тангажу при дії збурень.
11. Принципи дії автопілотів по каналу курсу. Стабілізація курсу при управлінні автопілотом кермом повороту.
12. Стабілізація курсу при управлінні автопілотом елеронами і кермом повороту. Стабілізація кута курсу при дії збурень.
13. Принцип дії автопілота при управлінні висотою польоту.
14. Математична модель і передавальна функція рульового приводу. Динаміка рульового приводу.
15. Моделювання управління руху літака засобами Simulink MATLAB.
Методи та критерії оцінювання: Оцінювання рівня досягнення результатів навчання здійснюється методами:
- оцінювання рівня готовності студентів до виконання лабораторних робіт;
- оцінювання уміння правильного виконання лабораторних робіт;
- оцінювання правильності оформлення звітів з лабораторних робіт;
- оцінювання знань при захисті контрольних робіт;
- вибіркові опитування в процесі проведення лекційних та лабораторних занять;
- оцінювання знань за результатами виконання тестових завдань та контрольної роботи.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль: звіти з лабораторних робіт, усне опитування – 30 балів.
Контрольна робота - 30 балів.
Тестовий контроль - 40 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Степанковський Ю.В. Дослідження динаміки літака / Лабораторний практикум // Електронне видання. – К,: НТУУ «КПІ», 2011, – 101 с.
2. Системи орієнтації, навігації і наведення рухомих об’єктів: Методи визначення орієнтації [Електронний ресурс]: навч. посіб. для здобувачів вищої освіти спеціальності 173 “Авіоніка” / Л. М. Рижков. – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. – 53 с.
3. Навчально-методичне забезпечення у віртуальному навчальному середовищі Львівської політехніки.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).