Канащенков А.И., Меркулов В.И. Авиационные системы радиоуправления. Том 1 (2003) (1151993), страница 26
Текст из файла (страница 26)
В структурном плане это проявляется в наличии ООС по всем управляемым координатам х„„ что собственно и обеспечивает высокую устойчивость синтезированных РЭСУ. Кроме того, учет обратных связей по всем х„; (1=!,п ) позволяет реализовать устойчивое управление в существенно большем диапазоне изменений требуемых фазовых координат, чем в системах с меньшим числом обратных связей. Причина этого состоит в том, что при формировании сигнала управления по координате х„по цепям остальных и-1 связей поступают сигналы коррекции, учитывающие значения ошибок по остальным и — 1 фазовым координатам.
ГЛАВА 5. ТОЧНОСТЬ РЭСУ 5.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОШИБОК УПРАВЛЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ Для оценки точности — одного из наиболее важных частных показателей эффективности РЭСУ вЂ” используются мгновенные 1текущие, точечные) и интегральные показатели. В качестве мгновенных показателей, характеризующих точность РЭСУ в конкретные моменты времени, используются промахи и ошибки управления. Понятие промаха было введено в 1.4.5. Допустимый промах зависит от требуемой вероятности поражения цели и мощности боевой части. Так, в соответствии с (1.20) допустимый промах ракеты определяется дисперсией В,',„11- Р,„) 1з,м = Р„ (5. 1) Поскольку промах зависит от множества причин, то аналитические выражения, позволяющие вычислить его значение, могут быть получены лишь в процессе анализа конкретных типов РЭСУ.
Иногда для удобства анализа используют понятие текущего промаха. Под текущим промахом 1з, понимают расстояние между целью и ОУ в плоскости рассеяния, которое имело бы место при прекращении управления в текущий момент времени ь Под ошибками управления (наведения) понимают вектор (5.2) Ах«) = х,11)-х„«) 12б разности требуемых и фактических (управляемых) фазовых координат 111, 52). В общем случае и промахи 1з и ошибки управления Ах«) являются случайными процессами.
Поэтому наиболее полной характеристикой точности РЭСУ будут их многомерные законы распределения. Следует отметить, что ошибки управления и промахи вызваны огромным числом случайных воздействий. Поэтому с достаточной для практики точностью можно считать законы распределения 1з и Ах гауссовскими. Поскольку определять многомерные законы распределения достаточно трудно, то оперировать ими в где коэффициенты г(„диагональной матрицы Я определяются важностью ошибок Ьх, для системы в целом, а М вЂ” знак математического ожидания.
Необходимо отметить, что показатель (5.3) по-прежнему является функцией времени. Во избежание этого недостатка за показатель точности выбирают ошибки управления 13х(1„.) на момент 1, окончания управления. Ситуации, когда наступает момент времени 1„, были рассмотрены в 1.4.5. Кроме того, в качестве показателя точности РЭСУ за все время ее функционирования можно использовать интегральную квадратичную оценку ч 1у М ( ] [Хт (1) Ху (1)] 1 [Х~ (1) Ху(1)] д1) (5.4) 127 качестве оценок точности неудобно. В связи с этим на практике используют более простые и удобные показатели точности: вероятность того, что ошибка (промах) не выйдет за пределы допустимой области; математическое ожидание ошибки (промаха); дисперсию ошибки управления или промаха.
Знание ошибок управления Ьх(1) необходимо не только для характеристики точности функционирования РЭСУ, но и для формирования сигналов управления, которые определяются несоответствием х„н х,. В качестве примера можно сослаться на закон управления (3.35), оптимальный по критерию (1.5). Использовать текущую ошибку у3Х(1) (5.2) в качестве показателя точности неудобно по двум причинам. Во-первых, трудно сравнивать по точности многомерные РЭСУ, если у одной из них меньшей является ошибка Ьх;(1)=х„(1)-х„(1) (1 =1, и ), а у другой — ЛХ1(1)=хч(1)-ху,(1) (] =1,и, Ы]).
Во-вторых, текущие ошибки управления Лх,(1) являются функциями времени. Поэтому в один момент времени 1, ошибка Лх,(1~) одной системы может быть меньше, чем у другой, в то время как в момент вРемени 1з~й соотношение ошибок может быть иным. Первая причина устраняется, если за оценку точности взять взвешенную суммарную текущую ошибку управления. Наиболее часто в качестве такого показателя используется сумма взвешенных дисперсий ошибок управления ВуМ[[ху(1)х(1)]()[х(1)ху(1)]) В (5.4) Ь вЂ” диагональная матрица весовых коэффициентов 1,;, учитывающих важность текущих ошибок Ьх,(1) для системы в целом. Следует подчеркнуть, что (5.3) и (5.4) можно использовать как независимо, так и в составе более сложных функционалов качества, например, таких, как (1.4) и (1.5). В общем случае в составе ошибок управления наряду со случайными компонентами можно выделить и другие характерные составляющие.
Если при всех повторных испытаниях имеют место одни и те же ошибки, то говорят о систематических ошибках. В зависимости от причин возникновения выделяют инструментальные, методические, субъективные и динамические ошибки управления. Инструментальные ошибки обусловлены несовершенством измерителей и исполнительных органов РЭСУ, методические — несовершенством алгоритмов функционирования ИВС, В качестве примера можно привести ошибки, возникающие при наведении на маневрирующую цель ракеты, ИВС которой использует методы наведения, оптимальные для наведения на неманеврирующие объекты.
Субъективные ошибки, обусловленные индивидуальными особенностями летчика (оператора), проявляются в основном в режимах ручного и в меньшей степени директорного управления. Для РЭСУ характерны динамические ошибки, предопределяемые инерционностью исполнительных устройств и самих объектов управления. Следует отметить, что в РЭСУ все виды ошибок существуют одновременно, поэтому приведенная классификация ошибок условна и предназначена лишь для упрощения анализа точности РЭСУ. Кроме того, в многоконтурных иерархических РЭСУ все перечисленные ошибки позволяют характеризовать точность функционирования как отдельных уровней иерархической структуры, так и отдельных контуров, в частности информационного и контура управления.
Следует отметить, что при исследовании РЭСУ различают потенциальную и реальную точности. Потенциальная точность характеризуется минимально возможными ошибками управления и промахами, которые достигаются лишь теоретически. Показатели ее позволяют судить о предельных возможностях РЭСУ. Как правило, реальные показатели точности хуже потенциальных. Наиболее достоверные показатели реальной точности определяют либо в процессе испытаний РЭСУ (экспериментально), либо в процессе моделирования ее функционирования на ЭВМ во всем диапазоне возможных условий применения.
Одним из наиболее широко используемых приемов определения дисперсий ошибок является их вычисление по формуле 128 (5.5) где 1»1 — количество шагов в процессе испытания (моделирования) одной реализации, а ) — количество реализаций. Необходимо подчеркнуть, что в перечне тактико-технических показателей обычно приводят реальные показатели точности с указанием диапазона условий применения.
Чаше всего это значение динамических ошибок в установившемся режиме и значения СКО 1дисперсий) с указанием доверительного интервала вероятностей. 5.2. ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ОШИБОК УПРАВЛЕНИЯ И ПРОМАХОВ Показатели точности управления и их зависимость от условий применения и параметров РЭСУ можно определять лишь в процессе анализа конкретных типов систем наведения. Тем не менее, можно выделить общие причины, приводящие к появлению ошибок наведения независимо от типа систем радиоуправления. К таким причинам можно отнести: несовершенство используемых методов наведения; несоответствие динамических 1маневренных) свойств ОУ и цели; погрешности измерений и оценивания; ошибки вычислителей; чувствительность алгоритмов функционирования к точности выдерживания параметров и изменению условий функционирования.
Следует отметить, что, как правило, все перечисленные причины действуют одновременно и могут взаимно усиливать влияние друг друга на формирование ошибок управления. 5.2.1. ВЛИЯНИЕ МЕТОДА НАВЕДЕНИЯ И ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОБЪЕКТА УНРАВЛЕНИЯ И ЦЕЛИ НА ТОЧНОСТЬ НАВЕДЕНИЯ Выбор метода наведения зависит от динамических свойств целей и объектов управления и возможностей информационного обеспечения этих методов. При этом, чем подвижнее управляемые объекты и цели, тем сложнее метод наведения. Сложность метода наведения определяется числом фазовых координат относительного и абсолютного движения целей и ОУ, которые необходимо оценить, чтобы сформировать 129 5 — 2486 требуемую фазовую траекторию х, и необходимые для траекторного управления параметры рассогласования.
В общем случае траектория наведения на произвольно маневрирующую цель криволинейна, поскольку произвольное искривление траектории цели сопровождается определенным искривлением траектории наводимого объекта. В практике разработки РЭСУ ограничения на состав датчиков информации и на быстродействие и объем памяти вычислителей ИВС, как правило, приводят к необходимости применения алгоритмов траекторного управления, оптимизированных на применение по неманеврирующим либо слабо маневрирующим целям.
Наведение объектов управления с такой ИВС на интенсивно маневрирующие цели неизбежно приводит к методическим ошибкам, значения и характер изменения которых зависят от маневренных свойств цели и ОУ. Динамические свойства 1л~аневрепность) ЛА характеризуются их способностью излгенять свое полозюение в пространстве под действиелг сигналов управления.
Маневренные свойства летательного аппарата (цели или ОУ) оцениваются: минимально возможным радиусом К„„„траектории или ее максимальной кривизной р„,ь„=1!Кьжй максимально возможными Развиваемыми пРодольным)„ь, и поперечными )них Зи1п~ ускорениями' инерционностью РЭСУ; порядком производных эволюций оцениваемых в ИВС фазовых координат (например, дальности и углов), возникающих в процессе маневрирования ЛА. Чем меньше К„„„ и инерционность н чем больше остальные показатели, тем выше маневренность цели и ОУ. Радиус искривления траектории и максимально возможные поперечные ускорения ЛА без непосредственного управления подъемной силой связаны соотношением 152) 2 Кх умы = Ч ))х утех ) (5.6) где Ч вЂ” скорость цели или ОУ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
