Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Поатому з первом приближении их можно рассматривать отдельно. ?.3.1. Контур управления аысотой полета Канал управления зысстой необходим при движении ЛА по требуемому профилю траектории з зертикальной плоскости отношгюльно среднего уровня позерхности (на болыпих высотах) или рельефа поаерхности (при малых еысотах). При атом а соответствии с рис. 7.1 образуется контур азтоматического регулирозения, предстазленный на рис.
7.9 з линеариаозанном виде для случая упразления полетом относительна рельефа. Он содержит заенья, описызаемые передаточнььчи Функциями: Фг (р) — радио~яра; Фчм (р) — форкирожтеля команд; Фь ыо(р) — управляемого объекта с азтопилотом для выходной зеличииы тт,о (см. Раэд. 1.3); Ф (р) — кинематн- Гылыыммясяыс ' Чыамысыыытыыь * ' зю мы кыы ы* ческого авена. На схеме добавлена зкаизалентная помеха и на зходеРВ(см.
Разд. 7.2.1). Высота полета относительно релмфа позерхности (рис. 7.10) Но(Г) зс(О А (хс(1)) = зы + / и„(Г'Р(у — А $хс(Г)), (7.9) ы где Ьы,(х (Г)) — развертка профиля рельефа местности; хс(г)— текуптдя координата ЛА по оси х; зс„— начальное условие по аысоте полета з опорной системе координат. Предста злая зертик ел аную скорость а виде с~.,(1) = сезштхо(г) = ест~о(с) при т~ю << 1.
получасы И,(г) = з, — А ~х„(1)) + сс) т, '(1"У(г', о откуда передаточная фуикпин кинематического авена Ф .(р)=ос/р. (7 10) Радиоаысотомер, измернющий Ис относительно локального среднего уровни понерхности в пределах обяучаемого участия„ обычно представляется инерционным звеном '1 Рз(у) гз/(1 + 7 Рз) (7.11) где йгз — коаффициент передачи РВ, Трз — его постоянная времени. Из запоминающего устройства с козффициентом передачи Язг ЗзДаетсЯ аналог и„р(1) поогРаммного значении зысоты полета Иые(1) относительно поеерхности — цели управления.
При огибании рельефа обычно иые мало изменяется со временем. Прн паяете скоростных ЛА на малых высотах над тересеченной местностью кроме РВ е систему упразления зысотой полета ззодят впередсмотрящий РД, предупреждзющнй атолкнозения. При азтоматической посадке ЗУ выдает необходимую инФормацию о законе, по которому должно происходить сниже- Кыыыяытычысыые ыыеыы 305 Рнс. 7.9, Функциснальнза схема контура аьтоасмного радиоуырзылениы зысотсй полста ЛА Рнс. 7.10.
Геометрические гастнсшения при упрзыленнн высотой нолем ние высоты, например в виде усеченной экспоненциальной Функции времени и (г — г )=н,„ехР(-(т — Я/т ] Рн пРи г л нм ГДЕ Н,„— НаЧаЛЬНаЯ ВЫСОта Ппеалнн; Ге — ВРЕМЯ НаЧапа ПОСЦД- кн, нютршзер ээдаглзм09 радиомаяком' 7 — постоянная времени посадки; Н вЂ” остаточная высота, нри которой ое, равна вертикальной скорости касания (примерно О,б м/с) (4], Во всех случаях в контуре управления (см. рис.
7.9) возникают три вида ошибок: динамическая из-за его инерционности; флуктуационнзя и смещения иа-за состветствунвцих погрешностей РВ, представленных помехой л,(г). Постоянное смещение оценки РВ (Йэ — Йе) не сглаживается в контуре, что приводит к ошибке смещения контуре управления, равной по величине смещению оценки РВ. Дисперсия флуктуационной ошибки контура управленил представляется в виде (7Л2) где С, — спектральная плотность широкополосной Флуктуационной составляющей л,(г)т лу,— эквивалентная полоса контура управления (расчет ее аналогичен рассмотренному в равд.
4.4); пвззх = С,Ь/, — дисперсия флуктуационной ошибки РВ с эквивалентной полосой А/, (А/, >> Ьг',). Динамические спшбки полностью спределяюкся входными эоазпйствиюзл Н Г) и Ь ~хэ(Г)] и Рассчитываютса по известной передаточной Фуакции контура управления (см. раэд. 1,4 и 4.4). 7.3.2. Контур упрввления движением в ГОривбнтвльнОЙ плОскОсти Радиоуправление при выведении ЛА на цель с координатами х„, ре иллюстрируетея рис. 7.11. Здесь используется ДИС в комбинации с НРС (см.
рис. 7.1). в частности с магнитным, гиро- или астродагчиком угла Ф курса ЛА, т. е. так называемыми грубыми системами наведения [2, 3]. Доплеровский измеритель скорости позволяет вычислить текущие оценки ое (Г) и иех(г) проекций вектора ое„путевой (горизонтальной) скорости в опорной системе координат Ох„у Зги проекции связаны с углом Тго траектории ЛА (рис.
7. 11): Оэх ОС,СОЗЪО ОЭГ Оюгв)Путо. (7.) 3) О х, х х Рзс. 7.П. Геометрические соотношения при управлении в горизонтальной плоскости по составляющим (7.13) можно определить текущие координат'ы ЛА." 1 Ф хе(г) = х „+ ] оа„(ТЩТ; У (Г) - У, + ]и (тд(т„(7.14) э э где хс, и у,„— начальные значения координат ЛА при Г О. Оценки ос„и ое определяются согласно (7.13).
При этом о, оценивается в ДИС, а угол Т формируется в виде Ъо 3+пан (7. 13) где Ф вЂ” угол курса ЛА (между осью ЛА х, и осью х ), который измеряет курсовал система; Π— угол сноса ЛА (между векторам те„и осью хсз), который измеряет ДИС. В прсетсйщсм слУчае команда и„изведения ЛА на цель ФОР- мируегся так, чтобы скорость ЛА направить на цель (равд. 1.2), т.
е. с учетом (7. 13): и„=й кнуч-Т )=л кру — ф — и ), (7.13) гле век — коэффиЦиент пеРедачи фоРмиРователЯ ксмаиД; и и азимутальный угол цели в опорной системе координат, отсчитываемый в точке текущего расположения ЛА. Поэтому при изменении х, уе изменяетсн ию хотя цель и неподвижна. х вкушая оценка и"(г) вычисляется в ВЗВМ исходя иэ геометрических соотношений (см. рис.
7.11): %, = агс(3Ь уо(гН/(х хо(ТН. 307 Итак, для наведения ЛА на цель необходимо определять ее азимут согласно (7.17) и формировать команду Гюковога управлении (7.16), используя оценки «р* от НРС (датчика курса) и и,",„от ДИС (рис. 7. 12). При этом оценки текущих координат хс(«), уе(г) вычисляются по алгоритму (7.1Ь) — (7.15). Схема ва тмс. 7.12 позволяет определять ошибки изведения. В первом приближении, когда «у «1, т « 1, можно использовать линеариэовавное описаыйе ввеньев в операторной фар. ме (см. равд 1А). При учете нелинейности звеньев расчет ватруднен и необходимо имитационное моделирование.
В линейном приближении, когда линия полета почти параллельна оси хео шпибка определения поперечной координаты уа, обусловленная в основном ошибкой по углу тго, ЬУОЗ -У "(Π— Уе(«) = Лтго(«) В(«) = Лт («)а .«, (7.13) где луга(«) ь«)(«) + ьа («) — угловая ошибка, вьювавиея соответственно погрешностями датчика курсе и неточностью оценок и,"„, "Ве(«) = а«ь« — текущее расстояние относительна начальыога положения ЛА. Основной вклад дают медленные составляющие ошибок из-зв смещения оценки углов. При этом наибалыпую погрешность имеет датчик курса (до 2 ), оп«ибки по углу сноса составляют 10...20' [2, 5). Ошибка определения координаты хе — дальностя вдоль динии полета — выавава в основном погрешвостыа Ьи .(«) измерения скорости о;. «) =~(«)-,(г) = [А .)бт.
е Выделяя медленную (смещение) и быструю (флуктуацианную) ошибки по скорости. после интегрирования в (7.19) находим ошибку смещения и дисперсию флуктуациоыыой ошибки по далыюсти: Лх„„(«) = Ло~ «; пэ,(«) — О„ф «. (7.20) ГдЕ Ла, — СМЕЩЕНИЕ ОцЕВКИ Сяараетн; Ое « = аз„ /Л/,— эквивалентная спектральная платное«ь флуктуаций, равномерная в полосе Л/„измерителя«пз, — дисперсия флуктуационыой ошибки измерения скорости. При « = Т„В„/а, где Т„и  — время и дальность полета, получим 3 =Лх /В, =3, б„ф, П ф,/В„- 3 Ез(Л/вТи) ««З (7.20а) где б„Ьас„„ /аэ„, 3„, =. па ф„/ае, — относительные «югрешвости измерения ну«евай скорости (по смещению и флуктуациям).
Значение 3„= 3, „при Л/, = 1 Рц и составляет 0,3...17ь [2, 5]. Например, при Ве = 10з км и а, — 300 м/с имеем Ьх = 3...10 км и и„= 0,05...0,2 км. Ошибка Ьу при Лт„о порядка 0,5' будет примерно такой же, как я Лх ек Рассмотренные ошибки Аг и Лу медленно взменявг«ся во времени, а потому слабо сглаживаются в контуре управления и практически непасредатвеыно пересчитываются в соответствующие компоненты ошибки наведения. ам ~ ыэым Рнс 7.12. Схема ковтурз автономного радиауараэлепия з гарвзаятальыай пласкаети 7.4. Системы автономного радиоуправпений с распознаванием образов 7.4.1. Общие принципы Выше было показано, что системы АР с использоваыисм ДИС обеспечивают при В„я 10з км ошибки местоопределения порядка несколько километров. Примерно того же порядка оп«ибки инерциальных систем.
Двльвейц«ее повышение их точности связано с больп«ими техническими сложностями и затратами. Поэтому они целесообразны вак грубые системы уеоройоооо торэ е АГС оброзоооэ ! ко Го ! ! и о.к г) Гэуэоо ояотоио ' ° ву ло, г,', вик вэвм Ряс. 7 13.
Струкгуряая схема бюрмирсиення оцеиок координат ЛА при автономном Радиоупраэлеиии с раопсэневелиеи обрезов на начальном этапе полога. Для коррекции накопившихся зе время полета ошибок местоопределения на конечном агапе наведения используются высокоточные АРС: рельефометрические и редиокартографические (радиояркостные активные и пассивные). Гакэл комбинация грубой и точной систем обеспечивает большую дальность наведения и высокую конечную точность при приемлемой стоимости аппаратуры. Комбинированная система (рис. 7.13) содержит канал грубой системы оцешои координат ЛА и канал их точного определения с помощью точной АРС. В основе последней могуг быть РЛС с синтезированной апертурой или высокоточные РВ (РД).
Выходкой сигнал Яо(й х — х, у — уе) зтой АРС содержит информацию о коордопмтах хе, у,„которая свявана с развертываемой во времени радиокартой или картой рельефа местности, нед которой летит ЛА. В УстРойстве обРаботки сигнал йс(Г. х — х,„р — Р„) сРеэнююется с эталонным В (Г, х, Р) на текущем этапе.
В результате получается информация об оценках координат хе. Ре для Формирования команд управления. Сопгзетстэующэя эталонному сигналу радиояркостная карта или отрезок реализации рельефа заранее формируемся и записыеаютея в эепоминаезцее устройство ВЗВМ д б О (х — , у — и, ), где х у, — р дине значения грубых оценок координат.
Условно эту область можно определить размерами Ьх х дую (рнс. 7.14). Размеры определюотся оповбками грубов навигационной системы, которая выдает оценки х,*,, уо,„координат ЛА так, чтобы они попали в область О . В ВУ может быть записано несколько эталонных сигналов для разных областей О . расположенных нв маршруте полета. Обычно размеры Ьк х Ьу области О(х — хо.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
