Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 3 (2004) (1151999), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Это преобразование выполняется в экстраполяторе или ЦАП. Следует отметить, что это преобразование целесообразно выполнять на входе регулятора. В такой ситуации может быть использована аналоговая процедура (22.12) формирования сигнала управления. Таким образом, результаты синтеза квазиоптимальных систем дальнего наведения истребителей свидетельствуют о том, что эти системы могут быть достаточно просто реализованы на практике.
138 ГЛАВА 23. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОНОМНЫХ И КОМБИНИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ НАВЕДЕНИЯ 23.1. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ НАВЕДЕНИЯ Назначение, области применения и классификация автономных систем наведения (АСН) рассмотрены в п.
1.1.2 [45). Поскольку АСН самолетов и ракет имеют сходный принцип построения, то особенности их функционирования будут рассмотрены на примере обобщенной структурной схемы, приведенной ня рис 23.1. Рнс. 23.1 Координаты цели в виде вектора х„вводятся в запоминающее устройство вычислительной системы, где хранятся в течение всего времени наведения. На основе х„и оценок х, текущих координат самолета и х,„относительного движения, формируемых автономными датчиками, в ВС вычисляются параметры рассогласования Ас, управления самолетом (ракетой) в горизонтальной (по курсу) и вертикальной (по высоте или тангажу) плоскостях. Оценки х, текущих координат получаются в процессе, так называемого счисления пути, основанного на двукратном интегрировании ортогональных составляющих ускорений ОУ, 140 либо однократном интегрировании аналогичных составляющих скорости в заранее выбранной системе координат.
Конкретный вид функциональной связи х„, х, и х,„с Ьгя определяется используемыми методами наведения ЛА по курсу и высоте (тантажу), которые и обусловливают состав автономньгх датчиков. Следует отметить, что в АСН самолетов заранее введенные координаты цели могут быть оперативно изменены экипажем, либо по командам целеуказания х, с пункта управления. Сформированные в ВС параметры рассогласования Ас, поступают в САУ и в индикатор.
При этом в автоматическом режиме Я!.3) индицированные параметры рассогласования используются только для контроля процесса управления, в то время как в ручном и дирекгорных режимах по ним осуществляется управление самолетом. Оценивание фазовых координат собственного и относительного движения ЛА осуществляется с помощью автономных датчиков различной физической природы.
Приведение показаний датчиков к единому масштабу и формирование при необходимости сигналов х„ взаимной коррекции осуществляется в ВС. Для удобства понимания процедур формирования координат х,„ относительного движения на рис 23.1 показано кинематическое звено К31. Напомним, что основным признаком автономных датчиков является отсутствие информационного контакта с целью и пунктом управления. Структурная схема АСН ракетой может быть получена из схемы, показанной на рис. 23.1, путем исключения из нее индикатора и летчика.
Степень готовности аппаратуры ракеты к применению определяется совокупностью сигналов контроля х поступающих в аппаратуру самолата. 23.2. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ СИСТЕМ НАВЕДЕНИЯ Назначение, области применения, достоинства и недостатки, а также классификация комбинированных систем управления изложены в п. 1.1.3. Особенности построения комбинированных систем наведения самолетов и ракет рассмотрим на примере обобщенной структурной схемы, приведенной на рис. 23.2. В комбинированной системе наведения (КСН) самолетов последовательного типа на первом этапе используется автономное управление.
При этом процедуры формирования параметров рассогласования аналогичны тем, которые были рассмотрены в 523.1. Если автономное наведение продолжается достаточно долго, то ошибки управления, обусловленные погрешностями счисления пути и уходом гироскопов, могут стать настолько большими, что цель не будет 141 Рнс. 23.2 захвачена БРЛС на автоматическое сопровождение и РЭСУ не сможет перейти к этапу самонаведения. В связи с этим на первом этапе периодически осуществляется коррекция автономной системы, в результате которой положение ЛА уточняется по датчикам другой физической природы (астроинерцнальным, оптоэлектронным, радиотехническим и т.д.). Достаточно часто для этих целей используются радионавигационная система ближней навигации (РСБН) и БРЛС.
В последнем случае заранее по маршруту полета, в пределах дальности действия БРЛС выбираются радиолокационные ориентиры с точно известными географическим координатами. В качестве таких ориентиров выбираются объекты, однозначно идентифицируемые по радиолокационному изображению (железнодорожные мосты, небольшие острова, характерные изгибы рек и т.д.). Измерив дальность до этих ориентиров и их бортовые пеленги, можно точно определить свое местоположение, используя его для дальнейшего счисления пути.
При этом счисленньзе до этого с помощью автономной системы координаты сбрасываются. Поскольку автономная система обычно функционирует в прямоугольных координатах, а БРЛС— в полярных, то в ВС осуществляется пересчйт радиолокационных измерений ориентиров в вектор х сигналов радиокоррекции автономных датчиков уже в прямоугольной системе координат. Одновременно в ВС 142 по счисленным координатам х, вычисляется дальность до цели и ее бортовой пеленг, объединенные в вектор х, '= [Д, ф, ~. В соответствии с этими данными осуществляется включение БРЛС и поиск цели вблизи значений Д, и ф„что позволяет значительно сократить время, затрачиваемое на ее обнаружение.
После захвата цели БРЛС на сопровождение начинается этап самонаведения. При этом параметры рассогласования формируются в соответствии с выбранным методом самонаведения на основе оценок фазовых координат относительного х,„и собственного х, движения, формируемых БРЛС и автономными датчиками. Процедура преобразования абсолютных фазовых координат цели и ЛА в относительные координаты, измеряемые в БРЛС, отображается на структурной схеме кинематическнм звеном КЗ2.
Следует подчеркнуть, что на этапе самонаведения в ВС на основании показаний автономных датчиков по- прежнему формируется вектор х,, который используется для коррекции БРЛС. В общем случае использование сигналов коррекции х, позволяет повысить точность радиолокационных измерений, увеличить время памяти и уменьшить зону повторного поиска цели по дальности и углам при пропадании отраженных от нее сигналов. Управление самолатом на этапе самонаведения, как и на этапе автономного наведения, может выполняться в ручном, директорном или автоматических режимах 81.3). Структурная схема комбинированной системы управления ракетами отличается от рассмотренной на рис.
23.2 отсутствием индикатора и летчика. При этом одним из распространбнных вариантов комбинированных систем управления является комбинация автономной системы, используемой на начальном участке, СКРУ вЂ” применяемой на среднем участке и ССН, которая управляет ракетой в конце наведения [291. В таком варианте в состав ИВС КСН входит еще и приемная аппаратура КРУ. 23.3. МЕТОДЫ НАВЕДЕНИЯ САМОЛЕТОВ И РАКЕТ ПРИ АВТОНОМНОМ И КОМБИНИРОВАННОМ УПРАВЛЕНИИ В комбинированных системах управления на различных этапах используются различные методы наведения. Так, на этапе командного радиоуправлеиия используются методы, рассмотренные в Ц! 7.3-17.5, в то время как при самонаведении используются методы, изложенные в главе 7. В связи с этим ниже основное внимание будет уделено методам автономного наведения.
В автономных системах используются две группы методов наведения. При использовании одной из них наведение осуществляется по фиксированным траекториям, которые рассчитываются заранее до вылета самолета или пуска ракеты. При использовании таких методов траекторное управление сводится к удерживанию центра масс ОУ на рассчитанной опорной траектории. Однако следует отметить, что в процессе наведения может иметь место целый ряд случайных факторов и обстоятельств, которые заранее учесть невозможно. К таким факторам относятся наличие, направление и скорость ветра, тип перехватываемой цели и виды ей манбвров, конкретное значение дальности захвата цели на сопровождение, разнообразие типов применяемого оружия и т.д.
В таких условиях более рациональным является применение методов наведения по нефиксированным траекториям, когда заранее определяется лишь класс траекторий, а их конкретный вид уточняется в соответствии с конкретными условиями применения. 23.3.1. МЕТОДЫ АВТОНОМНОГО НАВЕДЕНИЯ ~О КУРСУ Маршрутный метод используется для наведения самолдтов и ракет «в-па большой дальности по фиксированной траектории. В качестве такой траектории обычно используют участок ортодромии, проходящий через исходный (ИПМ) и конечный (КПМ) пункты маршрута.
В качестве конечного пункта маршрута может быть использована и цель. Под ортодромией понимается часть дуги болыпого круга, центр которого совмещвн с центром Земли. Напомним, что ортодромии определяют кратчайшее расстояние между двумя точками на сферичесхой поверхности. Траекторное управление при маршрутном методе сводится к удержанию ЛА на выбранной ортодромии. Суть такого управления поясняется рис. 23.3. На этом рисунке в ортодромической системе координат О Хп2п, в которой ось О Х, проходит через цель с координатами (х,„О), точкой О,„показано текущее положение ОУ (х, х ).
Из рисунка видно, что в х качестве параметра рассогласовах, ния, реализующего цель маршрутного управления, может быть использована величина бокового отклонения самолета или ракеты от ортодромии Л„= к,— х,у = — х,у. (23.1) пп Рис. 23.3 При получении (23.1) бы- ло учтено, что требуемое значе- 2 ние х, бокового отклонения должно быть равно нулю. Для повышения точности и устойчивости управления вместо (23.1) обычно используют его модификацию Ло шоу + 1сяхоу в котором хоу Чо зш Ч~о = Ч Ч~о Ч (Чок ссо) (23.3) Ч„ — модуль путевой скорости, у„ — угол доворота, у,„ — ортодромический курс, а, — угол сноса, Кь — весовой коэффициент. При достаточно точном управлении ЛА подходит к цели с углом доворота у„=О.
Из (23.2), (23.3) и рис. 23.3 следует, что для реализации маршрутного метода необходимо иметь систему счисления пути, вычисляющую координату г,у, гирополукомпас, измеряющий курс у,„ и ДИСС, в котором оцениваются Ч„ и а,. Достоинствами метода являются простота ИВС, реализующей алгоритм траекторного управления, хорошее сопряжение с методами самонаведения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
