ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основы концепции гражданского применения управляемых авиационных бомб (УАБ) из "Управление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий " Выше было показано, что в настоящее время наиболее эффективным подходом к разработке программно-математического обеспечения для математического моделирования интегрированных систем навигации и наведения высокоманевренных ЛА является объектно-ориенти-рованный подход (ООП) [6.3. [c.204] Заметим, что при использовании ООП возникает проблема определения так называемых базовых классов, т. е. выделение самых общих, типовых черт исследуемых процессов и построения соответствующей иерархии этих классов [6.4]. Этот этап исследований очень плохо формализуется, тем не менее на основании существующего опыта можно сформулировать следующие рекомендации по формированию объектной схемы программно-математического обеспечения. [c.204] Для построения функциональной схемы ПМО, предназначенного для математического моделирования интегрированных бортовых систем навигации и наведения высокоманевренных ЛА, необходимо составить функциональную схему моделирования, содержащую все объекты моделирования с указанием их назначения и взаимодействия с другими объектами и внешней средой. Такая функциональная схема приведена на рис. 6.4. [c.205] Рассмотрим подробнее каждый из элементов этой функциональной схемы с целью определения состава и функционального назначения классов, определяющих объектную структуру ПМО. [c.205] Блок Летательный Аппарат описывает динамику высокоманевренного беспилотного ЛА (как центра масс, так и углового движения) под воздействием сил и моментов, обусловленных влиянием внешней среды (неконтролируемых факторов детерминированных, стохастических, неопределенных и нечетких) и отклонением управляющих органов. Для того, чтобы определить базовые классы и соответствующие цепочки классов-наследников, реализующих обсуждаемый элемент, определим необходимый состав моделей и алгоритмов, реализующих процесс моделирования динамики неуправляемого ЛА с указанием необходимых исходных данных. [c.206] По своей сути обсуждаемая проблема является задачей интегрирования системы обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) первого порядка, описанной ранее (п. 4.1). Таким образом, с точки зрения программной реализации данный блок состоит из двух классов — класса, реализующего численный метод интегрирования систем ОДУ, и класса, описывающего модель неуправляемого движения центра масс и углового движения ЛА. [c.206] Все методы, кроме вложенного, используют постоянный шаг интегрирования и не используют оценку локальной погрешности на шаге. Метод прогноза-коррекции является итерационным, причем завершение итераций определяется либо по достижению заданной точности невязки двух последних решений, либо по достижению заданного количества итераций. [c.207] Основным классом-предком для всей цепочки будет являться абстрактный класс TIntegrator, объединяюш,ий в себе самые обш,ие черты данного объектного дерева, однако содержаш,его лишь объявления полей и шаблоны методов. Ниже в таблицах 6.1 и 6.2 приведены названия и описания полей и методов данного класса. [c.207] От класса TOneStep образованы два класса-потомка, реализующих современные одношаговые методы интегрирования семейства Рунге-Кутты. Наиболее простой из них — классический метод Рунге-Кутты 4 порядка с постоянным шагом интегрирования (правило 2/6) представлен классом TRungeKutta26. Ниже, в таблицах 6.7 и 6.8 приведены названия и описания новых или перекрытых по отношению к родительскому полей и методов данного класса. [c.210] Класс TDormanPrin e5 реализует современный вложенный метод численного интегрирования, позволяюш,ий получать на одном и том же разбиении шага интегрирования два численных решения 5 и 4 порядка, используя их для вычисления локальной погрешности и определения длины нового шага интегрирования [6.8]. Кроме того, для данного метода получены так называемые непрерывные формулы, позволяю-ш,ие использовать полученные решения для интерполяции решения в пределах одного шага интегрирования с 4-м порядком точности, что суш,ественно лучше традиционной сплайн-интерполяции, используемой для других методов. Упомянутый механизм реализован в специальном методе Densit. Ниже, в таблице 6.9, приведены названия и описания новых или перекрытых по отношению к родительскому методов данного класса. [c.210] Первый из этих классов реализует простейшую модель расчета ускорений, обусловленных притяжением Земли, основанную на представлении о сферической Земле и центральном сферическом геопотенциале. [c.216] Для беспилотных высокоманевренных ЛА одним из основных возмущающих факторов внешней среды является воздействие ветра. Данное возмущение формализуется в моделировании вектора скорости ветра и последующего его учета при расчете воздушной скорости ЛА и его основных аэродинамических характеристик. Модель возмущений, обусловленных влиянием ветра, реализована в классе TWindModel. [c.217] Таким образом, реализовав объектную структуру модели внешней среды, перейдем к формированию классов, описывающих изучаемый ЛА (массово-инерционные и геометрические характеристики, реакции на воздействия факторов различной природы). На рис. 6.7 приведена объектная структура непосредственно модели ЛА как неуправляемого материального объекта. [c.218] Рассмотрим подробнее структуру соответствующих этим объектам классов. [c.219] Вернуться к основной статье