Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 2 (2003) (1151998), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Оценки Ч„могут быть использованы в современных и перспективных алгоритмах наведения и помехозащиты, информация о ),, а,, а„, С, и С„необхолима лля повышения точности и устойчивости оценивания скорости при интенсивном маневрировании ОУ и цели, а также при экстраполяции ее пространственного положения. Кроме того, эти оценки также употребительны в алгоритмах помехозащиты, особенна от 209 В соотношениях (10.69) (10.72): )у управляемое (отслеженное) ускорение сближения; Ь, коэффициент усиления сигнала управления и,; а„, аи и С„С, соответственно проекции ускорений цели и ОУ и их производных на ЛВ; аи коэффициент учитывающий маневренные свойства цели; я„к„у и ъ„, измеренные сигналы на выходе частотного дискриминатора (10.26), датчика управляемой скорости (управляемого гетеродина) и акселерометра; к„, к,„и к„, коэффициенты передачи датчиков; Р„.у, ~„~,и и 6,„, ч „, «,,„центрированные белые шумы состояния и измерений с известными односторонними спектральными плотностЯми; Пмь йчп=й„м и Пмз коэффициенты штРафов за точность слежения по скорости и ускорению; к, коэффициент штрафа за управляющий сигнал.
Состав вектора управляемых координат (10.69) выбирают, исходя из необходимости формировать сигнал управления с учетом ошибок как цо скорости, так и по ускорению, и с учетом обеспечения памяти по ускорению при кратковременных пропаданиях радиосигналов. При выборе состава вектора отслеживаемых координат (! 0.70) принималось во внимание требование устойчивой селекции по доплеровской частоте (Ч„) сигналов, отраженных от интенсивно маневрирующих целей, и уводящих по дальности и скорости помех, и для констатации факта начала маневра цели.
Поскольку все исходные модели линейные, шумы гауссовские, функционал качества квадратичный, то в соответствии с выводами теоремы разделения (п. 2.1.3) оптимальный регулятор и фильтр будем синтезировать раздельно. При синтезе регулятора для уравнивания размерностей векторов управляемых и отслеживаемых координат будем полагать, что в (10,70) а,. =0 и а„=О при а,„=О, а„„=О. Тогда, сопоставляя (10.69) с (2.7), (10,70) с (2.е) и (10.72) с (1.5), получаем хт =(у„)„) (10.73) Е Е (~ Чч1! Чйз Подставляя (10.73) в (3.35), определяем алгоритм функционирования оптимального регулятора где ЛЧ= Ч .— Ч„и Л)'=!', — )'„— ошибки слежения по скорости н ускорению, а К"=Ь„.Ч„мЛс,, К1=Ь„.Ч„пЛ~„.
— коэффициенты передачи регулятора по ошибкам слежения. Если использовать методику оптимизации коэффициентов К' и К", изложенную в п.п. 3.5.1 и 10.6.1, то можно найти их значения: Ь1Тча(-1 та -40 К" = Ь Т„„(ЬМ„+ Л),Т„„) (10.74) > ° о Ь,т„,(ЛЧ,+Л),т„,) обеспечивающие минимальные ошибки слежения в установившемся режиме при заданных ограничениях сигнала управления и,<()„, и постоянной времени Т„<Т,, отработки максимально возможных ошибок захвата по скорости зле и ускорению фе. 2!О Анализ (10.75) позволяет сделать следующие заключения. Значения коэффициентов К" и К' зависят не только от параметров заданной части (Ъ|) и накладываемых на регулятор ограничений (()„„Т„а), но и от точности устройства поиска и захвата сигнала цели по доплеровской частоте, предопределяющего ошибки ЬЧс и Ь!с.
Следует отметить, что в полученном регуляторе можно реализовать лишь постоянные времени, удовлетворяющие условию Т„а~Ь!оlЪ!1)„а. Для упрощения процедуры формирования оценок всех требуемых фазовых координат обобщенного вектора состояния (10.69), (10.70) х=(Ч ас а„С, Са Чу)у1" используем принцип декомпозиции, рассмотренный в п. 10.6.1. В результате будут отдельно синтезированы фильтры собственного ускорения на основе уравнений а,=С„а,(0)=а,о, (10.75) Сс=4с С.(0)=Ссо ' час Касас+1аси управителя, использующего модели (10.76) Чу =!у, Ч,(0)=Чу;, (10.77) )У =Ъ О!+41 ° 3 (0)=)„Ы кчу=кчуЧу+4чуи ~ (! 0.78) отслеживаемых координат, базирующегося на соотношениях Ч„; — а„+а„Ч,(0)=Ч,е, а„=С„ а„(0)= „; (10.79) Си=-аиСа+г„и, С„(0)=Сне., тчоч оч +кчЧу кчЧот + 1чи! ' (! 0.80) 211 В моделях (10.80) и (10.81) а, и Ч„оценки собственного ускорения и отслеженной скорости, полученные в первых двух фильтрах; шум измерений ~„„, отличается от шума г, (10.71) на величину добавок, вызванных ошибками оценивания Ч„.
Использование для выбранных трех типов исходных моделей алгоритма оптимальной линейной фильтрации дает возможность сформировать оценки: в фильтре собственного ускорения ас = С, + кылля,, в,(0) = гдс(0)/кпс; (1О. 81) Сс = к,тт1ьга, С,(0) = Ссе; Л2д=ддс Касас (! 0.82) Чь =Зь +кть~Ьять (10.83) )ь = Ь)и)+к„ь,Лить, )ь(0) )ьо; Ла„„=а„„-к„ьУ„ (10.84) где о, вычнслякттся по (10.74); 1 РЕГНПЯТОР ОидьтР ОтсаедиьденОГО пРаиссса с, 1а, "ото паст К„ дйтот ИОП рот вттси ЗОП но в си СНОП + ьт т И1 + б, О дьь К' а,, Зот 1+ 1 дтти ИНХП + 1 ЗИ а„ 'с, ИИ а К„ ни о а„ дт.
с. 3Н9 + а., 33 ОИПЬТР НСКОРЕННЯ Рне. 16.9 212 в фильтре управителя 1 1 та ВР ЧД 1ННОГОНЕРННП !ДИСНРИНИНДТОР 1 датчик 1 1 1 К„„ д ОндьтР нпдаьитедя ЗИ И2 Ь„О З, НПРНЬИТЕДЬ ЭУП н, з ИЗП 1 ЬГЬ ~ИО 1 ! ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 !лот 1 с, 1 т в фильтре отслеживаемых координат Чц;-ац+а,+1с,, Ьк, Ч.,(0)=Ч,; ац(0)=0; Сц(0)=0. ац=Сц + кцатз Лгчцг (10.85) Сц=-ацСц+кчогФхчог Здесь Ьх„„.=х„-У.,(Ч~;Ч„'), (10.86) а ац и Ч„формируются в фильтрах(10.82) и (10.84). Соотношения (10.69), (10.71), (10.74) и (10.82) (10.87) и определяют алгоритм функционирования квазиоптимального измерителя скорости и ее производных. Структурная схема, соответствующая этому алгоритму, приведена на рнс. 10.9, где УНУ усилитель невязок ускорений; ЭУ и ИУ экстраполятор и интегратор фильтра ускорения.
Остальные обозначения те же, что и в схеме дальномера на рис. 10.8. С поправкой на конкретный аид фазовых координат для алгоритма и структурной схемы справедливы все выводы, сделанные в п. 10.6.1. ГЛАВА 11. ИЗМЕРИТЕЛИ УГЛОВ И УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ ЛИНИИ ВИЗИРОВАНИЯ В РЕЖИМЕ СОПРОВОЖДЕНИЯ ОДНОЙ ЦЕЛИ 11.1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛОМЕРОВ В реэсиме СОс( измерители углов и угловых скоростей ЛВ, именуемые для нростоты угломерами, предназначены длн ненрерывной пространственной селекции цели и информационного обеснечения процессов наведения ПА. Анализ алгоритмов траекторного управления, рассмотренных в п.п.
7.3.1, 7,3.2, 47.4, п.п. 7.5.2-7.5.5, показывает, что в общем случае в угломерах должны формироваться оценки углов, угловых скоростей ЛВ и поперечных ускорений цели в плоскостях управления. Все перечисленные задачи решаются в угломерах с помощью комплексной следящей системы, в состав которой входят чувствительный элемент (пеленгатор), управитель, исполнительное устройство (привод антенны), датчики и вычислитель корректирующих сигналов. Автоматическая селекция цели по направлению выполняется за счет направленных свойств чувствительных элементов (например направленных антенн), которые с помощью специальной следящей системы сопровождают цель по угловым координатам. При этом на вход ПРМ поступают сигналы, отраженные лишь от целей, расположенных в пределах диаграммы направленности антенны, что, собственно, и позволяет обнаруживать эти цели и измерять их координаты.
Углы, угловые скорости и поперечные ускорения целей оцениваются либо в управителях следящих систем, либо в специальных фильтрах, которые могут выполняться как аппаратурно, так и алгоритмически в БЦВМ. В угломере пеленгаторы вырабатывают сигналы, пропорциональные угловой ошибке сопровождения цели чувствительным элементом. На рис. 1 !.! эта ошибка в вертикальной плоскости определяется углом Ьср„макду равносигнальным направлением (РСН) антенны и направлением на цель. На этом рисунке О.„и О„точки расположения ОУ и цели в невращающейся системе координат Х,О„У„, связанной с антенной; О.„Х „ — продольная ось ЛА; О,Х, — равносигнальное направление; е, и д„„ — угол визирования и 214 Рис.
11.1 ОЗь ы Вь ы»рць+ Зу ы Гвць+ ОЗЕ. (11.1) Если наводимый ЛА не маневрирует, то 6=сопя!, О=о»в=О и оз„=<оц„можно измерить угломером без гироскопических приборов. Если же ОУ маневрирует, то басова!, б=озьяО и в угломере обязательно должна учитываться составляющая шь, измеряемая (оцениваемая) с помощью гироскопа. Аналогичный вывод можно сделать н для горизонтальной плоскости. В вычислителе корректирующих сигналов все сигналы коррекции пересчитываются в соответствующем масштабе к системе координат, принятой в угломере. 215 бортовой пеленг цели; »рл, — угол »ь поворота антенны относительно продольной оси ЛА; б — угол тангажа.
Управители, наряду с формированием оценок, преобразуют сигналы пеленгаторов в управляющие сигналы, с помощью которых привод (исполннтельное устройство) поворачивает чувствительный элемент до тех пор, пока не выполнится условие х. Л р,=о.
В угломерах ДКС обеспечивают: развязку антенны от угловых колебаний ЛА; улучшение динамических свойств следящей системы; формирование оценок угловой скорости ЛВ при маневрировании ОУ. В качестве ДКС чаще всего используются гироскопические приборы и датчики параметров собственного движения (ДПСД)„к которым относятся измеритель путевой и воздушной скорости, а также акселерометры. Суть развязки состоит в тол», что независиио от угловых колебании ЛА тел» или иныл» способом сохраняется пространственная ориентаиия антенны, а соответствеяно и возмог»снасть получения отрав»свинь»х сигналов от вполне определен»»ой цели.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
