Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 2 (2003) (1151998), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Это позволяет улучшить точность стабилизации антенны в пространстве, а соответственно и точность формирования всех оценок. Еще одной особенностью угломера является использование корректирующих сигналов не только при управлении антенной, но и при формировании невязки (11.66). Тем самым компенсируются мгновенные изменения гь вызванные эволюциями 0 и юа, путем вычитания соответствующих оценок д н Йа независимо от инерционного процесса поворота антенны приводом.
Анализ структурной схемы угломера на рис. 11.15 позволяет сделать следующие выводы. Синтезированный угломер представляет собой многомерную, нестационарную и многоконтурную следящую систему. Многомерность обусловлена наличием нескольких входных (гп хж хь гз, г ) и нескольких выходных!а„, ф„„, ю„)„„, д, Йа, д,„, Й„, ф.„„ 253 о>„,) сигналов. При этом часть оценок («р„„, Й„, )ч„) поступает к потребителям информации, а остальные используются в самом угломере. Неста««иолармость угломера связана с наличием в фильтрах переменных коэффициентов усиления невязок к и к, г к > кш кье>, кьи и кеч« кеч> большинство из которых изменяются от своих наибольших значений в момент начала сопровождения до существенно меньших в установившемся режиме.
Такое изменение этих коэффициентов обеспечивает быструю отработку ошибок захвата за счет широкой полосы пропускания фильтров. В установившемся режиме узкая полоса пропускания фильтров позволяет сгладить случайные возмущения. Кроме того, не- стационарность фильтра отслеживаемого процесса обусловлена пере- менными коэффициентами Д и Д модели (11.60), используемой для прогноза «о,.
С одной стороны, наличие таких коэффициентов делает модель (11.60) более адаптивной к условиям применения, но с другой— приводит к резкому возрастанию дисперсии О > (! 1.68) ошибок оценивания «о„на малых расстояниях Д до цели. Эта особенность, усиленная ростом интенсивности угловых шумов (п. 5.2.4), может увеличить дальность Д„окончания самонаведения, что нежелательно.
В следящей системе угломера можно выделить несколько шилов кошлуров. Четыре из них, образованные цепями формирования невязок Ья«(11.66), Га>. (11.70), «5хв (11.72) и Ьк„(11.74), типичны для фильтровых систем. Пятый контур замыкается на антенне через ее привод и регулятор, а шестой образуется цепями подачи из регулятора комбинированного сигнала ц коррекции в фильтр привода. Особенностью этого сигнала является то, что ои формируется не только по наблюдаемым координатам е„д и «р„„, но и по оцениваемым ю„юе и щ„, Многоконтурность следящей системы одновременно обеспечивает высокую точность, быстродействие, устойчивость и помехозащищенность угломера в целом. Высокая точность, гарантируемая фильтрами отслеживаемого процесса и корректирующих сигналов, объясняется следующими причинами. Во-лервых, к потребителям поступают непосредственно оценки «рч„и а„, а не их запаздывающие аналоги «р.„„, «о.„„как это имеет место в одноконтурных системах.
Во-вл>орь«х, оценки е,, «о, н )„ч формируются по более точным адаптивным моделям (11.20)-(11.22), в которых учитываются изменения дальности, скорости и маневр не только ОУ, но и цели, что особенно важно при сопровождении интенсивно маневри- рующнх целей. В->прел>ьих, оценки е„, Й„и )„ч вычисляются по более 254 совершенным алгоритмам калмановской фильтрации, которые отличаются от а, 13 алгоритмов переменными коэффициентами усиления невязок, адаптивными к априорной статистике. В-четвертых, более высокой точностью измерений гь обусловленной лучшей стабилизацией в пространстве антенны за счет использования смешанной коррекции.
Это позволяет осуществлять в фильтре отслеживаемого процесса более точную коррекцию результатов прогноза по исходным моделям (11.20)-(11.22) результатами измерений. Высокое быстродействие предопределено исключением инерци- онного привода антенны из цепей формирования оценок е„, Й„ и 1„„, поступающих к потребителю. Это дает возможность уменьшить постоянную времени отработки ошибок захвата в фильтре отслеживаемого процесса на 1-2 порядка по сравнению с одноконтурными угломерами. Высокая устойчивость сопровождения антенной линии визирования цели обеспечивается инерционным приводом за счет использования оптимального сигнала управления (11.34).
Особенностью этого сигнала является то, что в нем учитываются ошибки сопровождения цели не только по углу (е„-б-ф„„), ио и по угловой скорости (оэ„— <ое — ш,„) при реальных ограничениях на сигнал управления и требуемое время переходных процессов в регуляторе (11.48), (11.49). Учет в законе управления (11.34) ошибок по угловой скорости позволяет бессрывно сопровождать цели во всем реальном диапазоне изменения угловых скоростей ЛВ.
Улучшение условий бессрывного сопровождения целей обеспечивается и повышенной развязкой антенны от угловых колебаний ЛА. Поскольку информация к потребителям поступает не из управителя (привода), то к контуру сопровождения цели антенной не предъявляется требований высокой точности слежения. Вполне достаточно, чтобы текущая ошибка е,-д-д„, не превышала О/2 половины ширины диаграммы направленности. В такой ситуации на вход УСРО будут поступать отраженные от цели сигналы, обеспечивая тем самым устойчивое формирование наблюдения хн а соответственно и оценок <рв„, оз„и )„,.
Сопровождение цели будет бессрывным, если максимально возможная ошибка сопровождения по углу где Ь<р „определяется соотношением (11.51), Рп вычисляется при решении (1!.б8), а дисперсии Ое и О „, ошибок оценивания тангажа и углового положения антенны — при решении соответствующих уравнений Риккати. Устойчивость формирования оценок у,„и оэ.,„обуслов- 255 лена введением в фильтр привода комбинированного корректирующего сигнала в„из регулятора.
Высокую помехозащищенность угломера можно обеспечить более совершенными алгоритмами защиты, основанными на использовании очень высокой избыточности информации. Так, информация об угловом положении цели содержится а оценках у„„= е„-д, д.„„и у,„, а об угловой скорости Л — в оценках ю, и Йе ч-ю„. При кратковременных пропаданиях сигналов х~ процесс сопровождения цели будет продолжаться за счет использования экстраполированных в фильтре отслеживаемого процесса оценок е„и ю„и за- помненного в приводе значения ю„„.
В заключение отметим, что в рассмотренном угломере аппаратурным способом реализуются только первичные измерители, модулятор и фазовый детектор. Все остальные операции могут быть выполнены алгоритмически в БЦВМ. ГЛАВА 12. ОБНАРУЖЕНИЕ МАНЕВРОВ ЦЕЛИ И АДАПТАЦИЯ К НИМ ФИЛЬТРОВ АВТОСОПРОВОЖДЕНИЯ Под маневром понимается любое движение цели, при которол3 в отсяеживаемых фазовых координатах появляются производные второго и более высоких порядков. В прилолсении к каналам оценивания дальности, скорости и угловых координат — это движсение с постоянныл~и либо переменнылт линейныти или угловыми ускорениялаь Обнаружение маневра цели очень важно как с тактической, так и технической точек зрения. Несвоевременное обнаружение начала маневра цели достаточно часто приводит к срыву атаки из-за запаздывания адекватного изменения пространственного положения ОУ.
Следствием этого запаздывания может быть уход цели из зоны возможных атак и потеря позиционного превосходства в бою. В техническом плане интенсивное маневрирование цели может сушественно ухудшить достоверность обнаружения [28), а также точность и устойчивость автоматического сопровождения цели следящими измерителями. Причины этих явлений рассмотрены в п.
5.2.1. В одноконтурных следящих измерителях с низким порядком астатизма продолжительный маневр неизбежно приводит к срыву автосопровождения из-за того, что ошибка слежения превышает половину ширины линейного участка дискриминационной характеристики (см. рис. 3.3). В оптимальных многоконтурных измерителях такой маневр может либо ухудшить точность оценивания в фильтрах отслеживаемого процесса (см.
рис. 10.8, 10.9 и 11.15), либо вызвать расходимость процесса оценивания. Оба явления обусловлены несоответствием моделей, используемых при синтезе фильтра, реальному закону изменения отслеживаемых фазовых координат 176). Для возникновения расходимости особенно благоприятно начало маневра в те моменты времени, когда фильтры автосопровождения уже работают в установившемся режиме с наименьшими коэффициентами усиления невязок и наименьшей полосой пропускания. В связи с отмеченными обстоятельствами в состав современных и перспективных следящих измерителей целесообразно включать специальные устройства (алгоритмы) обнаружения маневра и коррекции (адаптации) параметров или структуры фильтров в соответствии с ре- 257 9 — 3806 альной обстановкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
