Пупков K.A., Егупов Н.Д. Высокоточные системы самонаведения (2011) (1152001), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Рассмотрим простейший случай, когда закон движения цели задан в виде набора траекторий, которые можно полагать наиболее опаснь1ми. В рассматриваемом случае часто структурные схемы упрощаются до уровня. нозволяюоцего получить достаточно простые соотношения, которые связывают условия пркменення, параметры системы с показателямн устойчивости и качества процессов управления. Вывод об устойчивости может быть сделан на основе применения критерия 1'ауса-Гурвншн 1.4,3. Ключевые факторы, определяющие показатели качества функционирования системы, Приведем ключсвыс факторы. с пози!- п!ью которых проектировщики САУ имеют возможность в процессе проектирования су!цественно влиять иа значения показателей качества, Прямые факторы диктуют принципиальное изменение структурной схемы контура наведения или его параметров исходя нз необходимости реализации глубоко теоретически и инженерно обоснованных пол!Ожений, направленных нэ решение основной задачи — повышение точности самОНВВедения 1-й фактор; синтез системы автоматического управления самонаводящихся ракет.
Критерий повышение точности самоиаведеу я Ь ния. Рассмотрйм пример траекторйй маневрирующего и обычного боевых блоков на конечном участке полета (рис. 1,15). Анализ траекторий (рнс. 1.15) и Рис. 1 !5. Траектории Обычного к сОответствующие расчеты (результаты синтеза УФК) позволяют заключить, что при рассмотрении задачи синтеза УФК перехватчика для поражения мвйеврирующего ББ структурная схема УФК Является существенно нестационарпой (есте- ! (эневрирующин ЬЬ ечнои участке полста Качсство САУ и показатели качества опрелелнкжся техническим заганием (ТЗ) на проектирование.
В !945!. Выдающийся ученый понятный академик Российской академии естественных наук Владимир Викторович Солодовников ппсд в практику автоматического управленщ! понятие прямых покэзэтел«и качества переходных процессов (врс'мя иереходншо процесса, перср!-- гулированис и др.). Для опрелслсния прямых показэтслсй качества псреходиьж:!Ро!сс«сов «тацищарных линейных систем А, А.Фсльдбэум ввел в рас«мотрение корневые показатели. Б.В.Булгаковь!м для класса асимптотически устойчивых систем, подверженным Внешним Воздействиям, введена в рассмотрение кривая накопл!.Ння отклонении. В 1045!.
В, В.Солодовинковым в практику автоматического управления было введено понятие статическои ошибки, которая характеризует точность При решении конкретных задач расчета и проектирования систем автоматического управления качество управления задается ТЗ. Бсдн законы движения цели задаются статистически, то и за!!эчэ «инте!а формулируется В тсрмйнах статистического синтсза и я «тОИ ел!чае Основным ноказатслсм кэчестВВ ЯВлястся Величйна Всроятности пора женив дели.
обеспечиваемая «той системой. «твенно, на результаты расчета Влияют численные значения скоростей перехватчика и цели (принимались следующие значения скоростей 1:, = 4 500 и«!с, 1' = 3000 и/с). а также начальные условия). Концептуальные положения, которые используются в настоящей книге, близки к тем.
которые рассмотрены в книгах Дж. К, Ньютона, !". А. Гулда. Дж, Ф. Кайзера (3! 7), а также в (323). В работе !345) «...приводимыс результаты, как правило. имеют форму дифференциально.алгебраических тождеств, что весьма существенно для технической реализации алгоритмов управления (аппаратйг!й йлй программной, т,е.
с помощью бортовых компьютеров). Существенным при этом является отсутствие итерационных и поисковых процедур. что создает предпосылки совмещенного синтеза или управления объектом в режиме реального времени с учетом изменения свойств среды и самого объекта управления« Основные теоретические положения, определяющие содержание 1-го фактора состоят в следующем. Показатель качестВВ В задаче синтеза записываются В форме (Гл. 3) Т!(р!,рт.""1«.) = «(х«(Г) - х«(СР!," .Р.))тг)Г или Тз(р!,Р!,,...Р,) =- ц!ях!!х«(Г) — х!«(Г,р!.....р )~, где х«(Г) — формула, определяющая кинематическую траекторию перехватчика: хг(г. р!,..., Р„) — выражение, определяющее реальную траекторию перехватчика.
в которое в явной форме входят параметры устройства формирования команд р!,рз...., р,. Однако функция х (Г,р!,...„Р„) неизвестна и ее нахождение даже для систем, относящихся к классу стационарных линейных, является прОблематичным. С помощью положений, которые изложены в гл. 1, Возможно построение такой формы математического описания элементов системы самонаведения (ССН) и системы в целом, которая позволяет для системы высокого порядка, включающей существенно нестационарные и нелинейные элементы, построить зависимость х«(Г,Р!, ...,р„) е соопсееп!сп!еуюисей оценкой поерешносп!и щах ~хе(г, р!,...,Т«„) — хэ(г, р!...„ р,)) -" г, 0 < г < т, где х (Кр!.....Р„) — зависимость, определяккцая приближенную реальную траекторию перехватчика.
Решение задачи синтеза системы (иахвкденне структуры УФК (структурный синтез) и чнсленнь!х значений параметров УФК (параметрический синтез) в классе нелинейных И«стационарных систем) сводится к оптимизации методами нелинейного программирования: )«(р!, Пз, ...,р,.); ~ (х,(() — х„(К!«о....(««)( «)г - шп«, «««г. Е )з(!«н г«з,..., ««,.) .= Пнп шах ~л«(!) — 7«,(г,р«...р, )( ««) ..,««, Ос« 'т' при соответствующих огракичениях. Параметры, найденные таким методом, соответствуют коррекции. обеспечивающей минимальное значение показателя качества при имеющихся в условиях задачи степенях свободы.
2-й фактор; обеспечение высокой точности применением новь;х принципов построения систем управления самоианоляшихся ракет (25,279). Обеспечить требуемую высокую точность на ограниченном по времени коне гном участке сачонавеления нозможно лн!««ь при реалиииии перехватчиком режима сверхманевреиностн, «Огда время реакции ракеты (время выхода на перегрузку) нв порядок меньше, а уровень поперечных перегрузок на больших высотах на порядок выше, юм у перехватчиков с традиционным аэродинамическим способоч созла- НИЯ СНЛ И МОМЕНТОВ, 'Гребуеьпяй режих«сверхмвневренности может быть реализован прн газодинамическом способе создания сил и моментов.
с помошью попе(течной реактив~~й силы, создаяаечой специальным двигателем поперечного управления (ДПУ, в амернканскон терминологии — двигательная установка поперечного управления и стабилизации ОАС5Ойтег! зп«( а((«(иде сопгго! зуз(е«п). Указанная двигательная установка ~пироко применяется при разработке боевых ступеней ракет-перехватчиков верхнего эшелона стратегической ПРО СИА. Управляющая реактивная сила может быть регулнруеной и приложена в центре« масс 5УР «юрпептиктлярно продольной оси печнвает возможность непосредственно«о изченення траектории поле.
та. В этом случае реализуется способ газодннамнческого поперечного упрзвлеиия, Если ) прзвляюшзя реактивная сила приложена на расстоянип от центра масс. То реализуется способ моз«ентного газодинами «ес«ого управления путем изменения угла атаки ЗУР и коррекции ее траекто. рии за счет соответств)юшего изменения аэродинамической силы Газодннаынческнй способ создания сил н моментов летально отражен в (25. 279). а его основные положения и резтльтаты расчетов приведены в гл.
! Настоянгей «ни~и. Уп(юшенная стр) «турная схема системы самонаведения представлена на рнс. !.(6, 3-й фактор: обеспечение высокой точности процесса наведения в условиях действия искусственных и естественных помех с помощью применения оптимальных фильтров и устройств оценки. Как уже ) азывалось вы~ос. важнейшим из ос!«Овных п«««азате«лей качества СОН Рис ),!6. Структуркая схема системы самонаведения с комбинированным управлением; А«н — оператор экстраполяции угловой скорости, Ае.
— опе. ратор фильтра Калмана; А.. — оператор расчета фазы промаха н команды переключения двигателя поперечного управления (ДЛУ); А„,„— оператор двигателя поперечиога унравлення является вероятность поражения цели. поскольку в общем случае законы движения иелн задаются статистически, Источником внешних шумов. поступающих на вход головки самонаведения, являются искусственные помехи, создаваемые противником. а также естественные помехи. Например, под угловыми шучзмн ПОннмают флуктуации угла прихода сигналов„отраженных От пели, определяемого нормально к фазовому фронту радиоволны (2)6).
Имеют место кннематнчсские возмущения измерителей информации. инструментальные ошибки и возмущения, связанные с воздействием окружаюшей среды (атмосферный п«ум, волнения поверхности моря н т. и.». Кинематнческие возмущения определяются характером движения и маневренными свойствами сближаккцнхся объектов. Флюктуаиионные возмущенна определяются характеристиками радиотехнических устройств, измеряющих параметры движения цели и перехватчика. Инструментальные ошибки определяются измерителями координат объектов.
элемеитамн контура управления. При проектировании кш«тура наведения полагают известными источники случайных возмущений и места нх конкретного воздействия н» систему. законы распределения и статистические характеристики помех. Основной ~~~~зат~~ь ~а~яства системы самон~ведения — ~о~~~~ вероятность поражения цели зависит От бол~шо~о числа факторов, таких, как точность наведения перехватчика, вес БЧ. надежность зашиты системы управления От пОмех н др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
