Пупков K.A., Егупов Н.Д. Высокоточные системы самонаведения (2011) (1152001), страница 11
Текст из файла (страница 11)
формируется пеленГациОнным устрОЙствОМ. На рнс, 1.10: А« — козффицнент передачи пеленгационного уст. Ройства; п„т — напРЙжение на выхоле пелеигацнонного УстРойства; Кт, Тт — козффицнеит усиления и постоянная времени усилителя мо»лностн„' г»(Г) =. Нь(1) — »»апряжение иа ВыхОДС усилителя мощности; Ах« — к»»зфф»»циент передачи ДВИГателя по моменту; ΄— кинетнче.
ский момент гнр»»скопа. Напряжение и»(1) определяет угловую скорость лвнжения линии Визирования, поскольку связь между угловым перемещением цели и напряжением ца(Г) определяется соотношением (2(8) К„т Кт Ол(!) = т е. К„! К!К„ ГДЕ Уэ!. Если инерционность усилителя мощности мала, то ТГКи 'к ), из чеГО следует справедливость зависимостей; ! И, . ! г Та+ ! ' К„(ТЛ+ !) ' Кх' Прн сделанных допущениях координатор ПО динамическим свойстВам. как при измерении угла, так и прн измерении угловой скорости линни визирования эквивалентен инерционному звену. Для исследования случайной ошибки координатора используется структурная схема (2($, 262). ФРнс. !.! !.
Структурная схема, используемая ллв статистического анализа ко ОрдннатО)ж В конкретных системах применяются и другие ГСН. Математические модели которых отличны от рассмотренных выше; оии будут представлены прн проведении расчетов, связанных с сннтезом систем управления. !.3.2. Устройства формирования команд и их математические модели.
Э~да~а синтеза ус~р~Й~~ва формирования команд (УФК) является ключевОЙ при созланнн систем управления, ее репгенне в рассматриВаемоы ООдходе основано на использовании алГебраических мо" лелей элементов ССН вЂ” аппарата матричных операторов. Общий подхОд !ФимененнЯ детально изложсниОГО в Гл. ! Негода матричных операторов (см. введение) для решения задачи синтеза системы заключается в слелую!цем. По форчулач лля матричных ОпсраторОВ соеди!Мпий элсментОВ кОнтура управления состаВляются зависимости, связываю!цие матрицы операторов: эталонного, заданных звсньев и УФК.
Эти выражения рассматриваются ках матричные уравнения относительно мат)эицы оператора УФК, решение которых позволяет рассчитать матрицу оператора УФК. Метод матричных операторов позволяет выразить показатель качества системы !срез ее матричные операторы и характеристики внешних воздсиствнй и, таким образом, дает возможность решить задачу выбора параметров этой систсчь! При заданной структуре УФК. Первый этап репхния задачи заключается в составлении выражений, связывакнцих показатель качелю систечы и неизвестные параметры, Второй этап состоит в определении значений искомых параметров, дакпцнх оптимум показателю качества. Формально на этом этапе эюжно причепнть различные четолы отыскания экстремума функций МНОГИХ ПЕРЕМЕННЫХ, В системе сачонавсдения имеются элементы, параметры которых за время работы системы измсняютсв в весьма широких пределах. К Гакич элементам относится объект управления. поведение которого в общем слу ьэе описывается нелинейной системой ДУ с переменными коэффициентами.
Звено с коэффициентом усиления К,.(Г) = )/г(Г) является существенно нестацнонарныь! элементом, порождающим характерные рсзкнс псстационарности колебаний. Для этого этапа имеет часто большая переменность угловой скорости линии визирования цели. По окончании переходного процесса, порожденного отработкой начальной ошибхн, начинается основной этап — этап наведения (второй этап).
Для третьеГО (пОслелнсГО) этапа характерно ннтенсиВное ВОзраста. ннс угловой скорости 2(!), процесс изменения которой имеет монотон. ный или колебательный характер. В книгах (2)8, 262) процесс наведения рассматривается с учетом того, что по мере сближения ракеты с целью коэффициент усиления разомкнутОЙ системы непрерывно увеличивается нз-за наличия звена с К,.(Г) = )/г(Г). Вследствие этого прн некотором значении !.(Г))!, !„„„ =- Г„„,„ система самонаведения с~а~овится неустойчивой (п)юнсхолнт ~ослепленнет ГОЯОвкн самонаведения) и процесс наведения нарушается Для обеспечения устойчивого полета ракеты В заданном диапазоне изменения расстояния можно Воспользоваться, например, соответствующим выбором коэффициента усиления разомкнутой цепи контура навелсння.
На устойчивость процесса самонаведения большое влияние Оказывает также закон управления, формируемый УФК, Такнч образом. речь идет о УФК, которое Обладает соответствующими линамическичи Возможностями, В связи с тем, что звено с коэффициентом усиления при рецуении задач исследования и синтеза си~тем самонаведения применение принципа замгурзживаиу~я коэффициентов возможно только для получения грубо приближенных оценок.
При рещении конкретных инженерных задач необходимо пользоваться другими подходами. Очевидным является использование УФК с переменными пзрамет(узми, 1,3,3 рулеуизй привод, Для получения передаточной фуу~кции рулевого привода раке~~ рассмотрим его упрощенууую структурнуху схему, приведенную на рис.(.12.
В ракетах могут использоваться электрические, гидравлические, пневматические н газовые (на горячем газе) рулевые мащинки, Основным требоваиууем, предъявлясмь и к рулевым приводам ракет, является требование максимального быструудействпя и нормального функционирования прн высоком уровне входных помех. Динамические характеристики рулевого привода могут значителы1о улучшены Вьубором соответствующих Обратных связей привода.
Сигна" лы обратных связей суммируются с сигналом управления и пос.упают на вход усилителя мощности. Передаточная функция рулевого привода может быть записана в следующем виде )218): И„-(а) = Т,"ау+ 24Т~В+ 1' й1=- Т1 ао+ й«ай„„' ао+ й«уйм, *)1 ао+ й,уй~, а|+ )г«„кс, 2 ау (ао+ й«эй«,,) ио = — — коэффициент шзрнирного момента, Вызванного нзбегаю- М„, щим потоком; апаз — коэффициенты, характеризующие параметры рулевой машины; й«э = кууй„«кэ — коэффициент усиления привода; Т— постоянная времени рулевой машины без обратных связей. Рнс. 1.12, Упрощенная структурная схема рулевого примяв (21В) 1.3,4.
Чувствительиьуе элемеитьу. п)унмеияющнеся в автопилотах, мОгут быть разделены на две ОснОвньм группы: измерители параметроВ угловых движений ракеты и измерители движения центра массы ракеты К первой группе относятся измерители углов таигажа, рьюкзнья и крена. угловых скоростей и ускорений, углов атаки н сколыкения. Ко второй группе можно отнести измерители линейных ускорений, Высотомеры. измерители скоростного напора и зр. )213, 262). СеобосУний гироскоп можно считать практически безынерционным, Его передаточная функция имеет вид И","'а,(а) = Д;.„ ГДС о,.„— СИГУУЗЛ, СНИМЗЕМЫй С ПОтЕНЦНОМЕтРИЧЕСКОГО ДатЧИКЗ ГИРО- скопа: Л.
— разность между измеряемым углом и некоторым фикси1УОВаниым углом тз Дифференицруюц1ий гироскоп служит для измерения угловой скорости. Его передаточная функция имеет вид Т'-'эзз+ 2Тау4а,а+ 1' гле ,~ — измеряемая угловая скорость. Иилуегрируюа1ий гироскоп: с выхода мого прибора получают сумму сигналов, пропорциональных углу отклонения н угловой скорости. Персзаточнзя функция интегрирующего гироскопа может быть записа- НЗВ О МЕ фр к„, (т„,,з+ 1) а(Тзузз+ 2Т„,(„,з+ 1) Далучак ууерегрузок измеряет составляющую перегрузки в направлении своей измерительной оси, Его передаточную функцию моукно записать так*.
й Иа у «(а)— Т' уа + 2Т«убууз+ 1 В том случае. когда собственная частота рассмотренных измерительных приборов значительно превыщает частоту среза контура стабилизации, передаточные функции этих приборов могут быть записаны В СЛЕДУЮщсм ВИДЕ: г„,з+ 1 И;,(у) = (г„,; И"„у(а) = '; И";у(з) = к у. 1.3.$. Объект умравлеиив системы автоматического управле» иив самонаводящихся ракет: общие положеимв и математическая модель. В системе самонаведения объектом управления является перехватчик.
Динамические характеристики прехвзтчика, являющегося элементом системы самонаведения, не могут быть выбраны произвольно. а должны удовлетворять определенным требованиям, вытекающим из условия обеспечения заданных свойств системы самонаведения в целом Поэтому в процессе проектированин перехватчика зля удовлетворения заданных требований конструктор должен на основе мыта Оценивать Влиянис Отдельных аэродинамических и констрчктивных параметров ракеты на ее динамические характеристики, Это Влияние ЛОстзточио просто югалитиче(1ки ОцениВВется при исследовзиии переда.
точных функций ракеты, так как они выражаются через динамические коэффициенты, сВязанные с аэродинамическими и конструктнвнычи параметрамн (218). Для движения ракеты в вертикальной плоскости (без учета вариации скорости н Возмущающих воздействий) уравнения можно записать в Виде (2!8, 219) 12+ а11д 4. Й12б + Й12а Й11Ỡ— амб»' д — Й42а — - а»зд,; д = д*г», Динамические коэффициенты Й,», входящие в систему уравнений (1.21).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
