Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 2 (2003) (1151998), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Улучшение динамических свойств следящей системы при введении корректирующих сигналов обусловлено повышением ее чувствительности к малым входным воздействиям, снижением перерегулирований в процессе их отработки и расширением диапазона угловых скоростей, в котором угломер обеспечивает бессрыаное сопровождение целей. Необходимо отметить важную роль гироскопических приборов в формировании оценок угловой скорости ЛВ маневрирующих ЛА. Из рнс. 11.1 видно, что е;-»р,+О. Тогда угловая скорость линии визирования Угломерные устройства классифицируют по типам пеленгаторов, приводов и ДКС.
По типу пеленгаторов выделяют радиолокационные, тепловые, лазерные и телевизионные угломеры (47]. Среди радиолокационных различают пеленгаторы с последовательным и параллельным способами формирования РСН. В последнем случае пеленгаторы часто называют моноимпульсными. Приводы антенн бывают электромеханическими, гидравлическими и гироскопическими. Электромеханические приводы представляют собой двигатели переменного или постоянного тока, функционирующие совместно с порошковыми муфтами.
Гидравлические приводы, позволяющие реализовать очень большие усилия, дают возможность обеспечить очень высокое быстродействие. Их недостатками являются сложность эксплуатации и низкая живучесть, обусловленные наличием трубопроводов (шлангов) с рабочей жидкостью. Гироскопические приводы обеспечивают хорошую стабилизацию антенны в пространстве при угловых колебаниях ЛА, однако могут поворачивать антенны лишь с малой массой и небольшими габаритами. В зависимости от вида корректирующего сигнала, используемого в угломере, различают позиционную (по углу) и скоростную (по угловой скорости) виды коррекции.
В первом случае источником информации об угловом положении ЛА является позиционный гироскоп, измеряющий углы 6 и у тангажа и рыскания (см. рис. 11.1). Во втором случае — скоростной гироскоп, называемый также датчиком угловой скорости, который измеряет юа= д и оз„= ф . Если позиционный гироскоп выполняет функции лишь измерителя (индикатора) д и ж, то говорят о позиционной коррекции с индикаторной стабилизацией.
Если гироскоп играет еще и роль привода антенны, то имеет место силовая стабилизация. При скоростной коррекции обычно используется индикаторная стабилизация. Поскольку по своей конструкции и динамическим свойствам угломеры, работающие в различных плоскостях, идентичны, то угломерные каналы будем рассматривать для одной плоскости. 11.1.1. УглОмеР с пОзиЦиОннОЙ кОРРекцией И ИНДИКАТОРНОЙСТАБИЛИЗАЦИЕЙ Обобщенная структурная схема такого угломера показана на рис.
! 1.2. В этом угломере в качестве ДКС используется позиционный гироскоп (ПГ), измеряющий угловое положение продольной оси ЛА в невращающейся системе координат, и датчики параметров собственного движения ДПСД. Функции вычислителя корректирующих сигналов выполняют преобразователь, преобразующий измеренный ПГ угол д„ (щ,) в напряжение иа (и„), и вычислитель, пересчитывающий измерен- 216 ДЯТЧИКИ И ВНЧИСЛНТЕЛН КОРРЕКТИРЫЮЦНК СИГНЯЛОВ , ПЯРЯНЕТРЫ СОБС1 ВЕН- ЫГЛОВОЕ поло ИЯ ИГЛ пол Рис. 11.2 ные параметры собственного движения в напряжение ц„„„пропорциональное углу поворота ЛВ за счет собственного перемещения ОУ. В качестве пеленгатора обычно используют моноимпульсные устройства, позволяющие мгновенно сформировать напряжение цд, пропорциональное углу отклонения цели от РСН. На рис.
11.1 этот угол характеризуется величиной Гзер„. Особенности построения пеленгаторов различных типов подробно рассмотрены в [221. Управитель, состоящий из одного или двух интеграторов И и сумматоров 1, 2 и 3, определяет порядок астатизма следящей системы, а соответственно и ее возможности сопровождения маневрирующих целей, в том числе и при кратковременном пропадании входных радиосигналов. Привод включает в себя усилитель мощности (УМ), двигатель ДВ и датчик сигналов обратной связи (ДОС). В зависимости от частных решаемых задач в угломере можно выделить контуры автосопровождения цели и стабилизации.
В состав контура автосопровождения входят последовательно соединенные пеленгатор, управитель и привод антенны. При отклонении цели от РСН на выходе пеленгатора появляется напряжение рассогласования цд. Зто напряжение через управитель поступает в привод антенны, который поворачивает антенну так, чтобы цд — ВО. Двойными штриховыми линиями на рис. 11.2 и далее отображаются механические связи. Контур стабилизации предназначен для развязки антенны от угловых колебаний ЛА и улучшения динамических свойств угломера в целом. В состав этого контура входят датчики и вычислители корректирующих сигналов, сумматоры 1, 2 и 3 и привод антенны.
При повороте 2!7 корпуса ЛА в той или иной плоскости управления (например, вертикальной) ПГ сохраняет ориентацию своих измерительных осей в пространстве. Зто дает возможность измерить мгновенное приращение углов, характеризующих пространственное положение продольной оси ОУ. Измеренные значения приращений (например, д„) преобразуются в напряжения (ца) в масштабе, принятом в контуре автосопровождения. Зто напряжение усиливается в УМ и поступает в ДВ, который поворачивает антенну на угол, равный приращению угла поворота корпуса ЛА, но в противоположную сторону. В результате антенна сохраняет свою пространственную ориентацию несмотря на угловые колебания ОУ.
Динамические свойства угломера улучшаются также за счет дополнительных корректирующих сигналов и„,. и о„„., вводимых в контур автосопровождения через сумматоры 2 и 3. Под действием о„„, двигатель поворачивает антенну на угол <р„„, изменения положения линии визирования, обусловленный собственным движением ОУ.
Зто позволяет отслеживать в контуре автосопровождения не бортовые пеленги цели, а только их приращения относительно углов <р„„,. В результате при той же полосе пропускания этого контура можно уменьшить динамическую ошибку. Поскольку двигатель ДВ по своим свойствам адекватен интегратору, то с помощью о„„сформированного в ДОС, можно снизить порядок астатизма следящей системы, а соответственно повысить устойчивость слежения. Следует отметить, что скорость угловых колебаний ЛА существенно превышает скорость изменения углового положения ЛВ. В связи с этим полоса пропускания контура стабилизации может достигать 11...20 Гц, на порядок превышая полосу пропускания контура сопровождения.
В рассмотренном угломере информация об угловом положении цели снимается с датчика углового положения (ДУП) антенны в виде напряжения о„, а информация об угловой скорости Л — со входа УМ в виде напряжения ц„. Нужно отметить, что формирование информации, необходимой для потребителей, в контуре автосопровождения с последовательным соединением чувствительного элемента (пеленгатора), управителя и исполнительного устройства (привода антенны) приводит к появлению существенных недостатков, причины и суть которых рассмотрены во вступительной части З10.6.
Угломерные устройства такого типа чаше всего используются в РГС ракет «в-п» и в БРЛС обзора земной поверхности (47), которые обладают массивными антеннами больших размеров. В таких угломерах аппаратурно реализуются ДКС, пеленгатор и привод антенны, в то время как все другие узлы могут быть реализованы алгоритмически в БЦВМ. 2!8 11.1.2. УГЛОМЕР СО СКОРОСТНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ ИИНДИКАТОРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ Принцип построения такого угломера (рис.
11.3) аналогичен принципу построения угломера с позиционной коррекцией, рассмотренного в п. 11.1.1. Отличие состоит только в том, что в качестве ДКС, измеряющего параметры угловых колебаний ЛА, используется ДУС, устанавливаемый на антенне. Прн этом ДУС, измеряющий (оценивающий) скорость угловых колебаний ОУ, может представлять собой либо скоростной гироскоп, либо совокупность позиционного гироскопа и устройства дифференцирования его измерений. Применение корректирующего сигнала по угловой скорости позволяет улучшить точность слежения за маневрирующими целями, а корректирующее звено в управителе — улучшить устойчивость слежения. ЯЯРЯГКТРЫ СОЕСТВЕН- ного ЯЯТЧНКИ Я ВЫЧНСЯНТЕЯИ КОРРЕКТНРУЮИИХ СНГНЯЯОВ ИЖЕН>Я оз УГЯ яоя и ЧСУЯ)- УЯРЯВИТЕЯЬ Рнс.
11.3 В режиме стабилизации угловые колебания ЛА передаются антенне, где они воспринимаются ДУС. В результате прецессии гироскопа возникает напряжение, которое для вертикальной плоскости характеризуется соотношением (см. рис. 11.1) ц „= ке)(еро„+ д)/е) 1, 219 где к — коэффициент пропорциональности. Напряжение и, усиленное усилителем мощности УМ подается в двигатель, который поворачивает антенну в сторону, противоположную стороне отклонения оси ЛА. При точно функционирующем контуре аатОСОПРОВОжДЕНИЯ (ЕРВ„=ЕРНВ) НаПРЯжЕНИЕ Поь ПОСТУПаЮЩЕЕ К ПОтРЕбнтслям информации, будет соответствовать угловой скорости ЛВ. Информация о бортовом пеленге цели, как и ранее, снимается с ДУП в виде напряжения и .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
