Лекция №34.1. Командное наведение (телеуправление) (Лекции по дисциплине "Динамическое проектирование систем стабилизации летательных аппаратов")

КОМАНДНОЕ НАВЕДЕНИЕ(ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЕ)Схема командного пункта автоматическогорадиолокационного наведенияКоординаты, определяемые радиолокационной станцией- угол места;  - азимут; Н – высота; Дн( r ) – наклоннаядальность; Дг – горизонтальная дальность.Блок-схема командной системы наведенияПромахh  r tg - смещение целиСледящий радиолокаторПринцип образования равносигнальной зоныПоложение цели в луче радиолокатораСечение диаграммы направленности иобразование сигнала управленияАмплитудная модуляция импульсовФормирование сигнала ошибкиПринцип действия фазового детектораЗависимость амплитуды сигнала ошибки от рассогласованияСтруктурная схема командной системы наведенияПередаточная функция измерителя координат цели(следящего радиолокатора)К (р  1)(Т р  21Т1 р  1)(Т 2 р  1) ,где: К  1,  0,3с, Т1  0,12с,   0,7, Т 2  0,07сФ( р) 212Структурная схема устройства выработки командгде: Т1  0,1с, Т 2  0,05с,Т  0,1сuR(t ) K k (Tk p 2  2 k Tk p  1)TpW ( p)  k  R (t ) K k (1 )(T1 p  1)(T2 p  1)(T1 p  1)(T2 p  1)2Tk  T1T2  0,07c  k T (T1  T2 ) 1,82 T1T2Передаточная функция радиотелеуправленияW рту K рту e  pТ рту р  1где: К рту  1,  0,003с, Т рту  0,01сПередаточная функция кинематического звенаУравнения кинематического взаимодействия ракеты и цели:r  V cos(   ) r   V sin(   )При малости углов  и  можно записатьr  V r   V  Vили r   r   V ,d ( r ) Vdtиd 2 ( r ) VVdt 2, ноV   jH - нормальное ускорение;V  jТ - тангенциальное ускорение.d (r ) jТ d (r )d 2 s jТ ds2dt 2Vdt j Н илиdt 2V dt jНГеометрическое соотношениеТаким образом, если ввести новую переменную s  r ,численно равную длине дуги окружности радиуса r , стягивающейугол  , то исходные кинематические уравнения с переменнымкоэффициентом r (t ) , изменяющимся сравнительно быстро, можноjТзаменить уравнением с переменным коэффициентом,Vменяющимся значительно медленнее.

Тогда корректно применениеметода «замороженных коэффициентов».Если в качестве выходной величины рассматривать длинудуги s  r , а входной – нормальное ускорениеV   jH , топередаточную функцию кинематического звена приближенноможно записать в следующем виде:Vs( p)1jTWK ( p ) ,jVjH ( p ) p ( p  T ) p (  1)VjTпри V  const и малом тангенциальном ускорении (WK ( p ) V 1)jTполучим:s( p)1 2j H ( p) pЭта передаточная функция имеет чрезвычайно простойфизический смысл: если ракета, движущаяся по прямолинейнойтраектории, начнет испытывать нормальное ускорение jH , то ееотклонение s от первоначального направления движения связано сэтим ускорением обычной формулой равноускоренного движенияs  jH , справедливое с достаточной степенью точности до тех пор,пока угловое отклонение от начальной прямолинейной траекторииневелико.Передаточные функции командной системы наведенияW ( p) n ( p) 1 WУВК ( p )WРТУ ( p )WСС ( p)WК ( p)WИКР ( p )n ( p ) rФ( р)  ( р)W ( p ) WИКР ( p) Ц ( р ) 1  W ( p) WИКЦ ( p) n ( р )  WИКР ( p ) ( p ) Цn ( р )  WИКЦ ( p ) Ц ( p)n ( p) W ( p) Цn ( р )1  W ( p)Передаточная функция ошибки    Ц   :Ф ( р ) W ( p) ( р )W ( p ) WИКЦ ( p )1W ( p) 1  Ф( р)  1 [1  ИКЦ] Ц ( р)1  W ( p ) WИКР ( p ) 1  W ( p ) 1  W ( p )WИКР ( p ) ( р )1Если WИКЦ ( p )  WИКР ( p) , то Ф ( р)  Ц ( р) 1  W ( p)Т.к.

h  r Ф ( р) h ( p ) r  ( p )r Ц ( p)  Ц ( p) 1  W ( p)Структурная схема системы теленаведенияW1 ( p)  WУВК ( p)WРТУ ( p)WCC ( p)W ( p) W1 ( p)- стационарные элементы контура.p2Будем считать, что r (t )  r t и r  const .

Импульснаяпереходная функция стационарного элемента с передаточнойфункцией W ( p) представим в виде w(t   ) . Тогда импульснаяпереходная функция нестационарного контура управленияопределится выражением w0 (t , )  r ( ) w(t   ) и эквивалентнаяr (t )передаточная функцияtW ( p, t ) r (t   ) w( )e  p d   1  w( )e  p dr (t )t00w0 (t , )e  p ( t  ) d   w0 (t , t   )e  p d  01 dWr dW p W ( p) но  w( )e d  W ( p ) и W ( p, t )  W ( p) t dtr (t ) dt0Для замкнутой системы обычное выражение Ф( р) W ( p)1  W ( p)WОС ( p)будет еще более громоздким.

Поэтому преобразуем структурныесхемы командного наведения к стационарному виду. Введемобозначение sK   Ц r (t ) , где sK - длина дуги, соответствующаяслучаю точного движения ракеты по кинематической траектории.Соответственно нормальное ускорение ракеты при этом выразится1s(р)jНК ( p) .соотношением: Kр2Преобразование структурных схем командного наведенияПреобразованная к стационарному виду структурная схемакомандного наведенияТаким образом, когда в качестве входной величиныкомандного контура наведения рассматривается нормальноеjНК , соответствующее движению поускорение ракетыкинематической, т.е.

опорной расчетной траектории, а в качествевыходной величины – линейное отклонение ракеты от этойтраектории h(t ) , тогда замкнутый контур системы можнорассматривать как стационарный и для его исследований можноиспользовать все методы теории стационарных линейных системавтоматического управления.SK jНjНКhjНК РТУ е  р12РТУСССС СС10,07 2 p 2  2 1,8  0,07 p  1 K РТУ e 0, 003 р1W ( p)  2 K K2 2(0,1 p  1)(0,05 p  1)0,01 p  1 0,02 p  2  0,8  0,02 p  1pЛогарифмические амплитудночастотные характеристикиконтура командного наведения без учета корректирующего звена(черный цвет) и с его учетом (красный цвет).