Афонин Дмитрий Вячеславович, аспирант кафедры механики, мехатроники и робототехники
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
Dmitrii V. Afonin, Post-Graduate Student of Mechanics, Mechatronics and Robotics Department
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Печурин Александр Сергеевич, аспирант кафедры механики, мехатроники и робототехники
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
Alexander S. Pechurin, Post-Graduate Student of Mechanics, Mechatronics and Robotics Department
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Яцун Сергей Фёдорович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой механики, мехатроники и робототехники
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
ResearcherID G-3891-2017
Sergey F. Yatsun, Dr. of Sci. (Engineering), Professor, Head of Mechanics, Mechatronics and Robotics Department
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
ResearcherID G-3891-2017
Серьёзная загруженность аэропортов транспортировочной и грузовой авиацией создает проблему для наземной логистики, серьёзно усложняя работу буксировочной аэродромной системы и персонала, что влечёт за собой издержки, связанные с задержкой поставок или простоя оборудования. Выйти из подобной ситуации позволит применение средств автоматического перемещения воздушных судов, способных круглосуточно и быстро буксировать самолёты по аэродрому, следуя оптимальной траектории. Цель исследования. Создание математической модели и алгоритма управления автономным совместным движением колёсного авиационного тягача и воздушного судна, где управление основано на сигналах оптронной матрицы.
Методы. Достижение поставленной цели потребовало решения задач: описания динамической модели связанных между собой упругим элементом колёсных тел; создание модели обратной связи, основанной на группе оптопар, детектирующих контрастную линию; описание логических условий, позволяющих определить положение объекта относительно контрастной линии. Для описания динамики колёсной платформы использовались уравнения Лагранжевой динамики, а также численные методы математического моделирования. В качестве инструмента для оценки положения системы относительно контрастной линии рассматривается оптронная матрица.
Результаты. Разработана математическая модель, позволяющая исследовать движение системы и раскрыть взаимодействие элементов системы. Разработан адаптивный алгоритм управления движением системы на основе обратных связей дискретного типа. Рассмотрен пример управления системой при движении по прямой с прохождением поворотов под углом 900. Предложена комбинированная система торможения, при которой формируются распределенные тормозные усилия, как на воздушном судне, так и буксировщике.
Заключение. В результате проведенного математического моделирования было установлено, что система колёсных тел, связанная силой упругости, способна совершать управляемое движение вдоль прямой и при прохождении крутых поворотов, опираясь на показания оптронной матрицы; приведены соответствующие графики.
Actuality. The heavy workload of airports with transport and cargo aviation creates a problem the land logistics, that seriously complicates the work of the airfield towing system and personnel working processes. That entails expences associated with delayed deliveries or equipment downtime. The usage of the automatic aircraft movement systems, which are capable of towing aircraft round the clock and quickly along the airfield, following the optimal trajectory allows to avoid such situations.
Purpose of research. Creation of the mathematical model and the control algorithm for the autonomous joint movement of a wheeled aircraft towing vehicle and an aircraft, where the control is based on the signals of an optocoupler array.
Methods. Achieving this goal required solving the following problems: describing of a dynamic model of wheeled bodies interconnected by an elastic element; creation of a feedback model based on a group of optocouplers detecting a contrast line; description of the logical conditions that allow determining the position of the object relative to the contrast line. To describe the dynamics of the wheeled platform, the equations of Lagrangian dynamics, as well as the numerical methods of mathematical modeling, were used. An optocoupler array is considered as a tool for estimating the position of the system relative to the contrast line.
Results. A mathematical model, which explores the system movement and reveals the interaction of the system elements has been developed. An adaptive algorithm based on the discrete type feedback for the system managing is developed. An example of the control system when moving in a straight line with the passage of turns at an angle of 90 degrees is considered. A combined braking system in which the distributed brake efforts both on a aircraft and the tower are formed is proposed.
Conclusion. As a result of the mathematical modeling, it was found that the system of wheeled bodies, bound by the force of elasticity, is able to perform controlled movements along a straight line and when passing sharp turns, based on the readings of the optocoupler matrix; corresponding graphs are shown.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.