Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 3 (2004) (1151999), страница 5
Текст из файла (страница 5)
(! 7.8) Из (17.8) следует, что для его реализации на пункте управления в каждой плоскости необходимо иметь либо два угломера, измеряющих углы е„, и ср, (е„„и ер,), либо один угломер, измеряющий непосредственно угол Акв,г=Ав,г=н «в,г — к рв,г При ручном и полуавтоматическом управлении функцию измерителя выполняет летчик-оператор. Следует, однако, отметить, что при использовании (17.8) линейный промах 1з„г (рис. 17.10) при одном и том же Ьв„будет возрастать по мере увеличения дальности Д до ракеты.
22 Для исключения отмеченного недостатка чаше используют метод наведения, при котором в качестве параметра рассогласования используется линейный промах (зв,г=Ав,г=Дрз1п(вцв,г ерв,г) м Др(вцв,г врв,г). (! 7.9) Алгоритм траекторного управления (17.9) реализуется при условии, что в состав ИВС, кроме угломеров, измеряющих углы е, и ер,„, входит и измеритель дальности Др до ракеты. Измерять (оценивать) дальность с помощью РЛС до ракеты, имеющей очень малую эффективную плошадь отражения (ЭПО), достаточно сложно. Поэтому либо на ракете ставят активный ответчик, позволяющий измерять дальность, либо Др вводится программно, что существенно упрощает ИВС.
Возможность достаточно точного программного ввода Др основана на том, что наземные цели неподвижны, либо малоподвижны, а скорости самолета и ракеты известны достаточно точно. При программном вводе Др алгоритм (17.9) преобразуется к виду Ав,г=Дцр(сцв,г врв,г)г Д„„=(Ч вЂ” Ч,)1, Д„(0)=0, (17.10) где Чр и Ч, — соответственно скорости ракеты и самолета-пункта управления, а 1 — время полета ракеты, Особенностью использования (17.9) и (17.!О) является повышение чувствительности ИВС к ошибкам наведения по мере приближения ракеты к цели. Объясняется это возрастанием Ац„по мере увеличения Д, Д„р, что при прочих равных условиях приводит к увеличению управляющих сигналов СУР, обусловливая улучшение способности ракеты реагировать на меньшие ошибки Ае, 17.5.
ОПТИМИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА ТРАЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАКЕТАМИ «ВОЗДУХ-ПОВЕРХНОСТЬ» Ниже, на основе алгоритмов СТОУ, будет осуществлен синтез закона траекторного управления ракетой «воздух-поверхность» («в-п») на движущуюся наземную цель, оптимального по минимуму локального функционала качества (1.5) (45]. Синтез будет проводиться при условии, что выполняются следующие допущения: наземная цель и наводимая на нее ракета движутся с постоянными скоРостами (Ч„=сопз1 и Чр=сопзт); управление ракетой осуществляется с самолета-носителя, способного маневрировать с поперечным ускорением )„г; команды, переданные с ПУ, воспроизводятся на ракете без искажений; 23 ракета устраняет ошибки наведения за счет маневра с поперечным ускорением)р, продольный и боковой каналы управления не зависят друг от друга.
Последнее допущение позволяет провести синтез только для одной плоскости. Для определенности ограничимся синтезом алгоритма траекторного управления в вертикальной плоскости. Текущее взаимное расположение цели, ракеты и пункта управления в процессе наведения в этой плоскости показано на рис. ! 7.10. При использовании алгоритмов СТОУ необходимо иметь модель состояния управляемой системы и выбрать функционал качества, учитывающий требования точности и экономичности. Следует учесть, что модель состояния должна включать фазовые координаты, тем или иным образом связанные с промахами или ошибками управления.
В процессе трехточечного наведения взаимное расположение цели и ракеты может быть определено текущим промахом (17.9). Дифференцируя (17.9) по времени, получим для вертикальной плоскости уравнение Ь вЂ” Д Лв+Д Ьв, в котором Ля =а„, — яр, Ьа =в„, — ара — — юа, — юр, — — йго, (17.12) где Жо есть разность угловых скоростей линий визирования цели и ракеты. Принимая во внимание связь между фазовыми координатами абсолютного и относительного движения двух объектов, на основании (7.44) [46] в приложении к системам ПУ-цель и ПУ-ракета можно записать 2Д„1 а =- — аш — — 1 +г, а Я 2Л юрв = юрв+ ()рв )аув)+4вр' (17.14) Р г В соотношениях (17.13) и (17.14): Д„и Д., — дальности до цели и до Ракеты; Дц и Др — скоРости изменениЯ этих дальностей; ),ч, и)р,— вертикальные ускорения ПУ и ракеты; ~„„и ~„р — центрированные гауссовские возмущения с известными односторонними спектральными плотностями О„„и О„р.
При получении (17.13) было учтено, что обьектом воздействия является наземная цель, движущаяся с постоянной скоростью, для которой)„,=0. Используя (17.13), (17.14) и (17.12), (17. 11), можно сформировать систему уравнений, характеризующих состояние системы ПУ-цель-ракета: Ь =Д Ла+Д Ла, Ли=ив, (17.15) 2Др 2Д„1, Дц -Др в ц вцц 3 ц+ 3 ц+1е В этих уравнениях: ~„— обобщенные возмущения; )р, и ), — собственные ускорения ракеты и ПУ, которые можно рассматривать как сигналы управления, приводящие к изменению фазовых координат Ь, Ла, 2!го. Вполне очевидно, что в идеальном случае требуются такие сигналы управления )р„и ),у, при которых промах Ь, и ошибки управления оа, и Леу, были бы равны нулю, т.е.
Ь,=О, Ла,=О, Лез,=О. Знание требуемых (желаемых) значений фазовых координат дает возможность получить локальный функционал качества т Ч!1 Ч!2 Ч!3 0 Ь Ч2! Ч22 Чзз Ч, Ч Ч О 2.'гв 0 — Ь 1 Му 0 Ла 0 — Лв (17.16) В этом функционале: первое слагаемое характеризует точность наведения, а второе — затраты энергии сигналов управления; ЧВ (! =1,3, ) =1,3) — коэффициенты штрафов за точность наведения; йа (!=1,2)— коэффициенты штрафов за величину сигналов управления. Поставив в соответствие (17.15) и (17.16) с (2.7), (2.8) и (1.5) (45), получим '-га '~в~ ~ з!т =10001 ц=()рц Зцуц~ ° 0 0 0 0 Дц-Др Ч! !Ч!2Ч!3 (17.17) !! , Я=Ч Ч Ч,К=~ ,=~,„1 Чз!ЧзгЧзз В= Др ДцДр Используя (17.17) в (3.35) (45), получим закон изменения требуе- мьгх ускорений ракеты и ПУ 1 3 - ==(Чз!Ь+ЧзФа+Чзэс) ' Д 1с!, Д„-Др — (Чз,Ь + Ч22Ла ~- Чзэс), Д.Дрй22 который характеризует трехточечный метод наведения ракеты на наземную цель, оптимальный по минимуму функционала (! 7.16).
Алгоритм траекторного управления, соответствующий полученному закону наведения, определяется соотношениями: 1 Арв =Зрвт Зрв = (Чз!1!+ ЧззАвя+ЧззАшв) Зря' (!7'18) р !! 4„4, А.т.=).тв.-).г.= - "- (Чз!!!+Чзт!!к.+ЧзФЪ)-Зш. (!719) 4 цДр1с22 Анализ (17.18) и (17.19) позволяет сделать следующие выводы. ПолУченные значениЯ )р„и )ч, минимизиРУющие фУнкционал (17.
16), являются совместно наилучшими по точности и экономичности наведения. Для реализации этого закона необходимы оптимальные фильтры, формирукпцие оценки Др Дц !! и Ье ец ер и 1Й Й е!р Спецификой полученного алгоритма управления является то обстоятельство, что для минимизации функционала (17.16) необходимо согласованно управлять как наводимой ракетой, изменяя)р„так и пунктом управления с помощью вертикального поперечного ускорения) На основании (17.18) и (17.19) могут быть получены другие, частные слУчаи алгоРитмов УпРавлениЯ пРи Чм=О и Чм=О.
В законе управления учитываются как линейные промахи Ь, так и угловые ошибки управления Ле и Ьез. Вес ошибок Ь, Ье и Ага в сигнале управления определяется как условиями применения (Др и Д -Д ), так и соотношением штрафов Ч,„Лс„ за точность и экономичность. В процессе наведения) и) уменьшаются от своих наибольших значений в момент пуска ракеты до постепенно уменьшающихся значений в связи с увеличением Д„и с уменьшением Д„-Д . При этом команды управления должны передаваться на борт ракеты только после ее отлета от ПУ, когда Д„~О. Следует отметить, что при Др -р Д„необходимость управления самолетом устраняется. Соотношение штрафов Ч;;Лся должно быть таким, чтобы при минимальном значении Д, при котором на борт ракеты начинают поступать сигналы управления, поперечные ускорения ракеты и ПУ не превышали предельно допустимых значений.
ГЛАВА 18. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ 18.1. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ИВС 18.1.1. СтРУЕГУРнАИ схемА ИВС пРи кОмАнДнОм РАДИОУПРАВЛЕНИИ САМОЛЕТАМИ Процесс наведения самолетов на воздушные цели характеризуется массированным применением ЛА и резкой сменой оперативно- тактической обстановки. Организация боевых действий авиации возлагается на специализированные АСУ. Применительно к групповым действиям истребителей при отражении воздушного удара противника необходимо обеспечить: получение информации о воздушной обстановке, ее обработку и оперативную выдачу на командные пункты (КП), управляющие боевыми действиями, а также оперативный обмен распоряжениями и донесениями между КП; сбор информации о состоянии своих сил и средств; предварительное и непосредственное планирование боевьпс действий; реализацию этих планов, т.е.
наведение истребителей на воздушные цели и привод истребителей на аэродром посадки. Для решения данных задач АСУ должны иметь многоуровневую иерархическую структуру. С точки зрения функционального назначения в составе АСУ необходимо иметь информационную подсистему, подсистему связи и передачи данных, подсистему управления боевыми действиями. Основной задачей информационной подсистемы является получение н обработка информации о воздушных объектах. Данная подсистема должна состоять из РЛС различных типов, объединенных в радиолокационные посты (узлы), н центров автоматизированной обработки радиолокационной информации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
