Канащенков А.И., Меркулов В.И. Авиационные системы радиоуправления. Том 1 (2003) (1151993), страница 7
Текст из файла (страница 7)
В некоторых типах РЭСУ для повышения точности наведения на маневрирующие цели на ракету дополнительно подают сигналы радиокоррекции, обозначенные на рис. 1.2 вектором х„,. Полуив~нолнллпческий и пслиполтлпгческ~ш" режслнгя обычно используются в ракетах «в — пгь предназначенных для поражения малоразмерных наземных целей. Большинство этих целей обладают малым радиолокационным и тепловым контрастом на фоне земной поверхности, что серьезно затрудняет их селекцию инструментальными методами. Однако человек — оператор, находясь на ПУ, по совокупности различных признаков способен с высокой достоверностью выделять такие цели и определять их положение относительно ПУ н наводимой ракеты.
Функциональные связи РЭСУ ракетой при использовании неавтоматического управления приведены на рис. 1.3, где: х„, х„„и х„— соответственно векторы состояния цели, пункта управления и ракеты. Устройство формирования сигналов траекторного управления (УФСТУ) представляет совокупность датчиков параметров собственно- Рнс.!.3 27 го движения ПУ (самолета), некоторых параметров движения ракеты, а также вычислителей и СОИ. Летчик-оператор по экрану радиолокатора, телевизора либо тепловизора оценивает взаимное положение ракеты и ПУ (х„з-х„), ПУ и цели (хь„-х„) и определяет вектор параметров рассогласования.
Воздействуя на датчик команд ДК, он формирует команды К„, которые с помощью КРУ в виде сигнала К„поступают на борт ракеты, воздействуя на СУР. Летчик должен так воздействовать на ДК, чтобы команды Кь и К„вызывали перемещения ракеты, приводящие к уменьшению параметров рассогласования. Такому способу управления ракетой присущи все рассмотренные недостатки ручного управления самолетом.
Полуавтоматические системы управления отличаются от неавтоматических только тем, что вместо датчика команд используются специальные устройства формирования команд, которые способны выполнять функциональные преобразования в К„с учетом динамических свойств СУР и ракеты. 1.4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЭСУ 1.4.1. КРИТЕРИИ И ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЭСУ Под эффективностью РЭСУ попил(ают степень ее соответствия своему назна ~ению 161).
Оценивается эффективность с полюгцью показателей и критериев. При этом показатели представляют количественную оценку эффективности, а критерии — правило, по которол~у определяется степень соответствия РЭСУ своему назначению. Оценка эффективности необходима: для обоснованной разработки тактико-технических требований (ТТТ) к вновь создаваемым образцам РЭСУ; для сравнения между собой различных типов РЭСУ; для определения условий применения, в которых возможности РЭСУ проявляются наиболее полно; для разработки мероприятий по более рациональному использованию РЭСУ. В процессе функционирования РЭСУ имекзг место различные этапы, используются различные подсистемы, устройства и режимы их рабаты, выполняются различные операции. Поэтому эффективносп, РЭСУ может быть оценена очень большим числом показателей по различным критериям, В ходе разработки всегда стремятся создать оптимальную РЭСУ, наилучшим образом соответствующую своему назначению.
Однако необходимо отметить, что просто оптимальных РЭСУ или РЭСУ, наилучших во всех отношениях, в природе не существует. Любая РЭСУ оптимальна только с 28 точки зрения удовлетворения каким-либо критериям. При этом РЭСУ, наилучшая по одним критериям, может быть неоптимальной по другим. В связи с этим представляет большой интерес рассмотреть критерии, позволяющие оценить эффективность РЭСУ по различным правилам. Наиболее часто для этого используют экстремальные, ограничительные (пороговые), фиксирующие и смешанные критерии. Экстре~иальные кршперии определяют правило, в соответствии с которым наилучшей является система, обеспечивающая экстремум определенных показателей 1;: шах1н ппп!и Ограничительные или пороговые критерии свидетельствуют о предпочтительности тех РЭСУ либо их режимов работы, в которых реализуются показатели 1, не хуже заданных 1,„: 1,>!ь,!;<1ьн Фиксирующие критерии требуют, чтобы обеспечивались показатели, равные заданным значениям: !; — 1и.
Снешанньче критерии представляют собой те или иные комбинации первых трех. В качестве примеров экстремальных критериев можно привести критерий максимума быстродействия системы, критерий минимума ошибок наведения (промаха л): 1=пни Ь.
Примером порогового критерия является правило, в соответствии с которым ошибка наведения не должна превышать эффективного радиуса поражения ракеты. Примером третьего класса критериев является критерий нулевого промаха (прямого попадания: п=О). В качестве примера смешанного критерия можно привести широко используемый в РЛС для оценки эффективности обнаружения целей критерий Неймана- Пирсона, требующий обеспечения максимума вероятности правильного обнаружения при фиксированной вероятности ложной тревоги. Среди показателей качеопви можно выделннпь три группы: конечные, частные и обобщенные. Конечные или глобальные показатели позволяют оценить результат применения РЭСУ с учетом влияния всех этапов и режимов работы.
Чаще всего в качестве такого показателя используют вероятность Р„„поражения цели. Для самолетной РЭСУ: (1.1) 1 нц Ран ран( рн где Р,„— вероятность дальнего наведения, Рвн — вероятность ближнего наведения при условии, что выполнен полет в район цели, Р„,— вероятность поражения цели хотя бы одной из и ракет при условии, что решены задачи дальнего и ближнего наведения. При использовании (1.1) в качестве показателя эффективности РЭСУ для ее оптимизации применяется, как правило, пороговый критерий. При этом считается, что РЭСУ соответствует своему назначению, если обеспечивается вероятность Р„„не меньше заданной. 29 Необходимо отметить, что вычисление Р„„по (1.1) требует учета огромного количества различных факторов, событий, условий, в том числе и трудно учитываемого противодействия противника.
В связи с этим на практике чаще используют частные показатели, которые, характеризуя эффективность функционирования подсистем, устройств, либо выполнение отдельных операций, вместе с тем дают возможность судить об эффективности РЭСУ в целом. К наиболее употребимыл~ частным показателям относятся тактико-технические (ТТП). К ним относят: летно-технические показатели летательных аппаратов (диапазон высот, скоростей и дальностей применения, число и виды органов управления, диапазоны допустимых перегрузок и другие ограничения); ТТП управляющей системы (надежность, быстродействие, набор управляющих сигналов, полоса пропускания и т.д.); ТТП информационно вычислительных систем и оружия. Тактическими показателями ИВС обычно являются; вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги, параметры зоны обзора, точность и разрешающая способность, помехозащищенность, надежность и т.д.
Перечисленные тактические показатели ИВС обеспечиваются соответствующими техническими показателями, к которым обычно относят параметры СПЦ, ширину диаграммы направленности и коэффициент направленного действия антенны, чувствительность приемника и мощность передатчика, полосу пропускания и коэффициенты усиления системы обработки сигналов и т.д. К наиболее важным ТТП оружия относят размеры зон применения и поражения.
Среди частных показателей можно выделить такие, которые имеют смысл для всех этапов работы. Эти показатели иногда называют всеэтапными (201, в отличие от других, которые характеризуют лишь отдельные операции. Примерами всеэтапных показателей могут служить точность функционирования, помехозащищенность и надежность. При оптимизации РЭСУ по частным показателям чаще всего используют экстремальные и пороговые критерии. Следует отметить трудности сравнения различных РЭСУ по большому количеству частных показателей, так как достаточно часты ситуации, когда для одной системы лучшей является одна группа ТТП (например, дальность действия, сектор и время обзора, точность оценивания фазовых координат), в то время как для другой лучшими являются другие показатели (например, разрешающая способность, помехозащищенность).
Кроме того, некоторые частные показатели зависят от времени, что также затрудняет сравнение по ним различных РЭСУ. По этой причине достаточно часто используют обоби)енные показатели, миенуаиые также сеерткалш, 30 целевыми функцияегг гми гнулкцианазгаяггг ка ~естнви. В общем случае обоб- щенные показатели представляют монотонные функции от линейных ком- бинаций либо квадратичных форм частных показателей: ! =Р(2.а;1, ), (1.2) 1= К(',~ а;1, ), (1.3) где а, — размерные весовые коэффициенты, назначаемые исходя из важности показателей 1, для РЭСУ в целом; !Ч вЂ” число показателей. Использование показателей (!2) н (1.3) дает возможность получить более общее представление об эффективности РЭСУ, однако достоверность этого представления во многом зависит от объективности назначения г<оэффициентов а,.
3! 1.4.2. ИнтегРАльные кВАДРАтичные ФУНКЦИОНАЛЫ КАЧЕСТВА Интегральные квадратичные функционалы качества являются разновидностью обобщенных показателей эффективности (!.3), в которой вместо функции (используется определенный во времени интеграл. Эта особенность, позволяя оценить эффективность РЭСУ за все время функционирования, дает возможность сравнивать мелгду собой системы управления с переменными во времени частными показателями. Среди всех возможных типов интегральных квадратичных функционалов наиболее распространены функционалы качества ЛетоваКалмана и так называемые локальные функционалы (29).
В общем случае грункг!напал кпчесшва Пегнава-Кал.папа определяется соотношением 1МТ~[хг(1к)ху(1к]~1)[х~(1 к)ху(1 к))+ "ь г„. + ~~[хе(1)-х„(1))'1 [хк(1) — х„(1)))г)1+ ) цт(1)Кц(1)г)1 . (1.4) о о Здесь х, и х, — соответственно и-мерные векторы требуемых и выходных (управляемых) фазовых координат РЭСУ в текущий момент времени 1 и в момент г„окончания управления; ц — г-мерный вектор сигналов управления (г~~); 2. и 13 — неотрицательно определенные матрицы штрафов за текущую точность х,(1) — хг(1) н точность в момент окончаниЯ УпРавлениЯ; К вЂ” положительно определенная матрица штрафов за величину сигналов управления; М, — математическое ожидание при условии, что имеются результаты измерения хотя бы части фазовых координат х, н хг Необходимость выполнения этой операции обусловлена тем, что компоненты х„и хя векторов х, и х„могут представлять случайные процессы. Если при этом не выполнить операцию усреднения, то функционал (1.4) будет случайным и его использование в качестве показателя качества потеряет смысл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
