В ЛЭТИ разработали программный модуль, который сделает самолеты более энергоэффективными, надежными и безопасными. Ученые предложили новый подход к построению следящих электромеханических рулевых приводов самолета.
Для запуска и управления самолетами требуются тысячи литров топлива, которое в результате сгорания оставляет за собой углеродный след и наносит серьезный вред экологии. В связи с этим, большую актуальность приобретают исследования в сфере повышения энергоэффективности летательных аппаратов, а именно переход на электроэнергию.
В рамках перехода к «более электрическому самолету» и «полностью электрическому самолету» ученые кафедры систем автоматического управления (САУ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» разработали специальную программу, которая позволит повысить энергоэффективность исполнительных механизмов рулевых систем авиационного транспорта. Программа является частью алгоритмического обеспечения интеллектуально-адаптивных регуляторов сервоприводов электромеханических рулевых систем самолетов. Они обеспечивают стабильность работы этих приводов при изменении внешних воздействий, вызванных сменой аэродинамических сил.
«Программа предназначена для снижения управляющих сигналов и напряжений на зажимах электродвигателя в области близкой к номинальным значениям нагрузки, для уменьшения просадки скорости при воздействии внешних моментов, уменьшения перерегулирования и улучшения динамических процессов по скорости». – Старший преподаватель кафедры САУ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Андрей Николаевич Лукичёв
Разработанный учеными модуль внедряется в систему органов управления рулевыми системами и позволяет достичь энергоэффективности за счет оптимизации токов и напряжений, приводящих в действие привод. «Во время запуска приводов затратные процессы, такие как большее потребление энергии и топлива, неизбежны в силу необходимости достижения противоречивых явлений – быстродействия и качества (отсутствия лишнего) движения. За счет формирования управления, которое реализует наша программа, происходит исключение перерегулирований, лишних в движении, которые приводят к дополнительным потерям, т.е. происходит движение по заданной траектории». – объясняет профессор кафедры САУ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Владимир Евгеньевич Кузнецов.
Модуль работает следующим образом: оператор вводит параметры электродвигателя, который приводит в действие рулевые системы и настраивает параметры адаптивного регулятора, после чего запускается алгоритм по решению уравнений и, следовательно, запуск самой программы.
По словам разработчиков, в мире может существовать множество аналогов, которые будут отличаться определенными особенностями, но уникальность программы ученых из ЛЭТИ подтверждена свидетельством о регистрации (№2020610307).
В настоящее время учеными ведутся работы по более глубокому внедрению методов адаптивного управления, учитывающих влияние сил трения и упругости конструкции при противодействующей и помогающей нагрузке, создается прототип электромеханического рулевого привода. С начала 2022 года исследования получили поддержку Российского Научного Фонда – «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» на тему «Алгоритмы управления электромеханическими комплексами рулевых систем с синхронными приводами».