Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Все перечисленные модели были рассмотрены в равд. 1.3, 6.2 и 6.3. Однако модель кинематнческого звена, представленная уравнениями (6.1), неудобна для цифрового моделирования, являющегося основным способом исследования моделей второго этапа проентировапия (см. рэзд. 6.2).
Поатому зададим нинематическое авено в иной, более удобной длв цифрового моделирования, форме. Спроектирсвав на рис. 6.2 векторы скорости ракеты и цели иа соединяющую их линию и на направление, перпендикулярное ей, составим уравнения нинематического звена в желаемой форме: ер ссэ (Ч 7р) + оз мм (Ч тз)" Ч = (ср з(а (Ч вЂ” 7 ) — с„ип (Ч вЂ” 7„))/г. Нетрудно показать, что уравнения (6.1) и (6.16) могут быть получены одно из другого. Как и ранее, будем рассматривать модель контура при движении крестокрылой ракеты в гориаонтаэъной плоскости и применить те же обозначения, что и на рис. 6.2.
На данном этапе используетси наиболее щюстая модель пеленгатора в виде линейного безынерционного алемеит». Требования к модели пеленгатора, а также примеры построения более полных моделей с учетом естественных и оргениеованных помех будут рассмотрены з равд. б.б. На рис. 6.12 изображена функциональная схема контура самонаведения по кривой погони со следящим пеленгатором. Модель ракеты показана полностью со мккн возможными обратными связями. Кипематическое ркс. 6.12. Фувкцноюьтьиая схема контура пэведенка по криеой когови со следящим сежагэзорок звено отобРажжт вааимосвааь величин ею тч, тр, г, г, Ч, Ч, описываемую соотношениями (6.16). Если з схеме на рис. 6.12 связь по углу а разорвать, т.
е. исключить датчик с коаффициентом передачи д, то она превратвтся в схему самонаведения прямым методом с автоследящей антенной. Жесткая обратная связь по углу ф з модели ракеты, показанная ва рис. 6.12, ке всегда возможна и приемлема. Во-первых, теквически создание стабилизирующего сигнала Ст, воаможно лшпь для неболыпих углов ф, т. е. при относительно неболъших отклонениях оси ракеты х сг первоначально задаваемого исправления х„системы координат. Но в ГОН ракет, предназначенных для неведения на быстро маневрирующие цели.
угол ф может доходить до 180'. Во-вторых, при жесткой обратной связи резко изменяются динамические свойства ракеты. Нормальное ускорение такой ракеты з при пренебрежении ее колебателъными свойствами становится приблизительно пропорциональным производной от номаиды управления Сз. Если следовать рекомендациям теории оптимального упразлевия, команду Г„в этом случае необходимо формировать пропорциональной не угловой скорости а),, а интегралу от нее, т. е. пропорциональной углу (см.
раэд. 1.3). Таким утлом а схеме на рис. 6. 12 является угол а + и = (ь На рис 6.13 изображена фувкциовальная схема ковтура пропорцвовальвого нзведевия при условии, что угломерный канал ГСН построек по схеме устройства с силовым следящич гироприводом (см. рис. 6.10). Посколъку вропорциоиалькос назедевие применяется для поражения быстро маневрирую.
щих целей, жесткая обратная связь в автопилоте ракеты пе используется и поатому в структурной схеме ва рис. 6.13 не показана. Для простоты в автопилоте опушена и сбратизз связь ка освове датчика ускорений. Как было указано з равд. 6.2, в методе пропсрциоввльпого заведения команда управления Гз и должна формироваться пропорциональной рассогласовавию Ь в (6. 12). Для этого следует измерять траясверсально ускорение ракеты Ю датчиком линейных ускоревий (ДЛУ), ось которого необходимо поддерживать перпецхикулярвой направлению линии визирования. Конструктивно ДЛУ можно установить либо па подвижном злемевте пеленгатора, либо непосредственно иа корпусе ракеты. В первом случае ДЛУ будет формировать напряжекие, пропорциональное составляющей ускорения «У, перпеидикулярвой оси х, следящего элемента пелешктора. Поскольку направление оси х„отличается от направлевия ливии визирова- Рзе 6.13.
Фуккцконзлънзэ схема контура прооарцгвжалъвого наведения с угломерным уегуойстэом с силовым сзедящзм гкропризсдом вия на ошибку слежения бе, которая мала. можно считать, что йж .= У . Если подвижный элемент пеленгатора имеет малые массу и габариты. то устзковка ва нем ДЛУ ставовится вевоаможпой. В этом случае па корпусе ракеты размещают два ДЛУ, измерягощвх составляющие «Г„и 7„„(см. рис. 6.2) ускоревия ракеты. Для формирования вапрюкения, пропорциоиалъвого трапсзерсальиому ускорению, показания этих ДЛУ пересчитываются по формулам преобразования координат.
Пссказъку на борту равхты направление линии визирования отождествляется с иаправлевием оси х„пересчет дает составляющую 7~, которая близка к У В обоих случаях для построения модели системы самоиаведения модель ракеты должка формировать составляющую ускорения 7 . В схеме иа рис. 6.13 для этого вычисляют,Ум по формулам преобразования коордиаш Щ. С учетом того, гго ,7,. - О, из рис. 6.2 получаем д = «(„„соэ (~р., — ур)- Как было показано в равд. 6.3. выходвое напряжение П „ угломерного канала ГСН будет приблизителъио пропорциовалькым скорости вращения ликии визирования м = ц.
Согласно (6.9) в управляющее напряжение необходимо вводить информацию о скорости сближения ракепз с целью о,е = — г. Для этого в функциональную схему введен блок с коэффициевтом передачи й „, который иамевнется пропорционально значению о, = — г. Скорость сближения -й связана с доплеровской частотой Гд соотношением гл = — 2гДз где Х вЂ” длина волны. Поэтому г вычисляется иа основе данных, поступающих от входящего в состав ГСН следящего иамерителя доплеровской частоты.
На рис 6.14 иэсбрюкеиа функциональная схема контура пропорционального паведенин при условии, что угломерный канал ГСН построен по схеме устройства со скоростной стабилизацией (см. рис. 6.11). Построение атой схемы осуществляется аналогично построению схемы, представлеввой ка рис. 6.13, зв исключевием особенностей, вызываемых использованием другого угломерного какала. В схеме иа рис. 6.14 угол между ускорениями 7ж и 7„„. вычисляется как разность а — а. х Рассмотренные примеры иллюстрируют общий метод разработки функциональных схем контуров самонаведения. Иг- 9 лжз Эгззюз 257 г» Рнс.
6.14. атувкциоизльазя схема ковтурз аропорционгльного наведения с угломерным угтройогзом со скоростной отбилиззаией пользуя его, можно построить Фувкциопальную схему для любого сочетания метода неведения, типа угломерного канала ГОН, ракеты с ее стабилизирующими обратными свявями.
В Функциональные схемы можно вводить и нелинейные элементы, огранкчивающие угол отклонения рулей ракеты б, угол разворота следящей антенны а„, нелинейные Функции, описывающие влияние диаграммы нэпрэвленности антенны пеленгатора, и т. д. С помощью Функциональных схем легка записывается система дифференциальных уравнений, являющаяся основой для создания имитационной модели контура. Рассмотрим, например, систему дифференциальных уравнений, описывающих схему на рис.
6.14. Для ее записи необходимо задать закон движения цели. Положим, например, что цель движкгся с постоянной скоростью о по окружности радиусом р„. 'Гогда у = ~оч/рю где знак обусловлен направлением движения цели. Опираясь на рис. 6.14 и выражения (6.16), получаем систему дифференциальных уравнений контура, которую разбиваем иа члены, соответствующие звеньям Функционвльной схемы рис. 6.14: ° динамики движения цели тч =-+очФч: е кинематическое звено г = — о сов(т) — у ) + огсоз(т) — уг); т) = (о Б1п (т) У ) о, 81п (т) Уч))l~ ° угломерный канал ГОН Ьз т) и о т) Уг о а С,= У !М) С„= й„(Т т С = й,(Тм+ й.т(т) - У', - й- а,); (Т„=- ЕТ„+ )ТггТ).
- СТ„+ У (7, ~- а т а„); цг угг(' а' ° формирование команды унравленил С'„. - й „июГи — йгу„. соз (о — а)1 ° ракета со стабилизирующей обратной свлзью ка основе скоростного гироскопа 6=й ~ф— Ьй(т,+й)); а=:ч; Ч = агб — ййюоь — юогш Т,и = о„а/Т„; 7„= а/Тк Рассматриваемая система уравнений содержит алгебраические уравнения, нелинейные дифференциальные уравнения и линейные дифференциальные уравнения в Форме копти. ДифФеренциальные уравнения первого порядка можно проинтегрировать на ЭВМ по стандартной щюгрзмме.
Для того чтобы ' рассматриваемая системз отвечала этому условию, при ее записи были введены дополнительные переменные ( = а (подробнее см. в равд. 6.7). Все статщартные программы интегрирования используют результаты работы подпрограмм вычислелия производных интегРируемых переменных. Между тем отдельные уравнения системы представляют собой равенства, в которых аначения производных не вычислявггся, паттону их надо рассматривать как промежуточные. Порядок следования равенств в рассматриваемой системе отражает Функциональную схему па рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
