Ярлыков М.С. и др. Радиоэлектронные комплексы навигации, прицеливания и управления вооружением летательных аппаратов. Том 2 (2012) (1152003), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Каждый из трех каналов обработки информации представляет собой субоптимальный линейный дискретный фильтр Калмана, реализующий алгоритм (2.40) применительно к одной из проекций вектора скорости цели на оси антенной СК. На рис. 2.13 в качестве примера представлена структурная схема субоптимального дискретного фильтра Калмана, формирующего оценки 17 (й) и а (1с) . Коэффициенты передачи фильтра Калмана кт и к,„ вычисляются на основе совместного решения уравнений (3.30)-(3.32), т. 1 с учетом конкретных исходных данных. Решение указанных уравнений дает возможность также выполнить количественную оценку потенциальных характеристик точности и помехоустойчивости каждого канала обработки информации.
Количественную оценку потенциальных характеристик точности и помехоустойчивости субоптимальной системы дискретного оценивания параметров движения ВЦ в целом можно осуществить на основе математического моделирования, 99 БВС авиационного РЭК Навигационные измерители ПНК ,'а„(с) Канал формирования оценок )' (/с),а (/с) /с,„(с) ! /ш( с 1) ..(и) 1.(с) чс ир) 9„(с) ! ! ! )са )'®а® т (с) ' Блок координат- ных преобра- зований Канал формирования оценок ~' (2),а Ю е (с),' /г,(/с-1) л!ви(с) ! и (/с-1) //„(/ ) ,„® Рис.
2ЛЗ Канал формирования оценок )' (к),а (/с) (/с) )м (/с-1) и,(/с-1 /г (0) а (2) Блок формирования измеренных значений проекций вектора /г„(с) Блок формирован ия управляющих сигналов ц„(/с), ог(/с), ц,(/с) БРЛС скор ости цели ,(Е) еь (с) а (с) Рнс. 2.12 100 101 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Следует отметить, что рассмотренный выше субоптимальный алгоритм оценивания координат ВЦ является привлекательным по критерию ссточность — вычислительные и аппаратурные затраты».
На практике при разработке БРЛС могут быть использованы как более точные, но достаточно сложные, так и менее точные, но более простые алгоритмы формирования оценок скорости и ускорения цели. 2.5. ФОРМИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ ИСТРЕБИТЕЛЕМ В ПРОЦЕССЕ НАВЕДЕНИЯ НА ВОЗДУШНУЮ ЦЕЛЬ Формирование сигналов управления самолетом при наведении его на цель производится по результатам сравнения информации о заданных и текущих параметрах его движения. Дальнее наведение истребителя на цель, как отмечалось в 2.1, осуществляется в горизонтальной и вертикальной плоскостях путем передачи по КРУ (нли голосом) заданных значений курса Ч', высоты О, и скорости /с, . При наведении истребителя по курсу в современных авиационных РЭК широко используются методы погони (прямого наведения), маневра (прямая с разворотом) или перехвата (прямого сближения) (1, 9, 10, 12).
аН= Н, — Н; бг'„=г'„„я — Г„; цЧ = Ч~ — Чг' где 1'„, Н, у, и Г„, Н, у — соответственно заданные (переданные по КРУ) и текущие значения скорости полета, высоты и курса. В режиме автоматического наведения при диреюнорном и автоматическом управлении истребитевем в горизонтальной и вертикальной плоскостях в качестве параметров рассогласования выступают сигналы бг У в У, Ь,=п„,— и, (2.43) у, н„, и у, н — заданные и текущие (измеряемые в авиационном РЭК) значения угла крена и нормальной перегрузки.
На этапе ближнего (бортового) наведения истребителя на цель формирование сигналов управления истребителем осуществляется 101 движение истребителя в вертикальной плоскости в процессе дальнего наведения, как отмечалось в 2.1, обычно задается программой набора высоты и скорости. При реализации всех трех методов в конце этапа дальнего наведения продольная ось истребителя практически совмещается с ЛВ цели. На конечном участке траектории (при наведении любым методом) располагаются точка ИЗЛ включения БРЛС на излучение, а также расчетная точка конца дальнего наведения ТКН и перехода на бортовое самонаведение.
К моменту выхода в ТКН авиационным РЭК при участии летчика должны быть произведены обнаружение, опознавание и захват цели по данным БРЛС. Поэтому точка ИЗЛ находится на траектории перед ТКН на удалении ЛК=г'„пб где Ьг — время, необходимое на выполнение указанных операций.
При этом М не должно превышать максимальную дальность обнаружения цели БРЛС. На случай срыва слежения за целью БРЛС после пролета ТКН введен этап дублирования (команды наведения продолжают передаваться на борт после начала этапа самонаведения истребителя). Таким образом, после завершения этапа дальнего наведения, который заканчивается захватом ВЦ, ее опознаванием и переходом БРЛС (или других визирно-прицельных систем ОПС авиационного РЭК) в режим сопровождения цели, параметры движения ВЦ определяются непосредственно на борту истребителя.
На этапе дальнего наведения в авиационных РЭК истребителей могут быть реализованы режимы ручного, директорного и автоматического управления самолетрм. В режиме автоматического наведения нри ручном управлении истребителем сигналы рассогласования (управления) определяются следующими выражениями: по данным ОПС (БРЛС или ОЭПС). При применении всеракурсных УР класса «в-в» наведение, как правило, осуществляется с упреждением вектора воздушной скорости истребителя относительно ЛВ цели. Расчет опорной траектории истребителя в авиационном РЭК в данном случае обычно производится в соответствии с гипотезой о равномерном и прямолинейном движении ВЦ Реализуемый при этом на этапе ближнего наведения метод называется методом наведения в наивыгоднейшую унрежденную точку встречи 11, 9, 1О, 12).
Формирование сигналов управления истребителем может осуществляться в различных системах координат, например, в нормальной СК ОХвУз2о антенной СК ОХ,У,2, и других СК. При ближнем наведении истребителя производится управление горизонтальным и вертикальным движениями, поэтому траектория наведения истребителя в общем случае может иметь сложную пространственную форму. Методы наведения в обеих плоскостях управления обычно одинаковы. По этой причине далее для простоты рассмотрим случай, когда движение истребителя и цели происходит в одной плоскости. Например, полагаем, что они движутся на одной высоте и, следовательно, траектория наведения расположена в горизонтальной плоскости (см. рис, 2.11). На рис. 2.14 представлены (аналогнчно рис.
2.8) нормальная ОХ Уз2 и лучевая ОХ„У„У„СК с началом в ЦМ самолета; оси координат ОУ„и ОУ, совпадают, а оси ОХ„и ОХв (ОУ„и 02в) повернуты одна относительно другой на угол е,; ~', /, й — орты лучевой СК. Система координат 01",Х„2„вращается относительно СК ОХ У 2о вокруг оси ОУ, (ОУв) с угловой скоростью аал= 1юг где ез„=с,. Относительное движение цели, центр масс которой находится в точке О„, и истребителя с центром масс в точке О определяется следующими параметрами: вектором дальности цели 6; углом пеленга цели с„, т.е.
углом между осью ОХ и линией истребитель-цель (линией визирования); векторами воздушной скорости истребителя Ъ'„и скорости цели Ъ;,, а также вектором требуемой скорости истребителя Ъ' углами у„и уо характеризующими курсы полета истребителя и цели в СК ОХвУ 2о а также углом у; фактическим углом упреждения у„=у„— с„, характеризующим движение истребителя относительно ЛВ; 103 требуемым углом упреждения у =ж~ — г; углом 11~=щ,— а характеризующим движение цели относительно ЛВ.
Заметим, что на рис. 2.14 и далее для определенности и однозначности толкования отсчет всех углов ведется относительно одного опорного направления (оси ОХ ) по часовой стрелке. При методе наведения в наивыгоднейшую упрежденную точку встречи траектория полета истребителя, в частности, в горизонтальной плоскости ХаОУз выбирается так, чтобы самолет перемещался прямолинейно, а ракета и цель достигали упрежденной точки встречи О„в одно и то же время.
Параметрами рассогласования при данном методе наведения являются бХ=Х Х ° (2.44) где т, и у„— соответственно фактический и требуемый углы упреждения для плоскости продольного движения истребителя. В процессе наведения осуществляется совмещение фактического Ч„н требуемого Ч векторов воздушной скорости истребителя. Вектор скорости сближения самолета с целью Ч„,(1) =6(1) и вектор угловой скорости поворота ЛВ й, связаны с рассмотренными выше параметрами некоторыми кинематическими уравнениями. Получим их. При этом сделаем два упрощающих предположения: 1) ось оружия, т.е.
начальный вектор скорости ракеты, совпадает с вектором скорости истребителя; лри этом обычно полагают, что !Ч.1=|У ~=Р.; 2) ракета после пуска движется равномерно и прямолинейно со скоростью 1я=1'„+й~'р, где йРр — среднее расчетное превышение скорости ракеты над скоростью истребителя. При этих предположениях не учитывается реальное направление продольной оси истребителя и баллистика УР, т.е. угол упреждения т„ учитывает только движение цели. Согласно соотношениям (2.3) и (2.5) и с учетом рис.
2.14 имеем Чц =Чц+Чцвд ~ (2.45) где Х„ О„ Ряс. 2.14 Введя в рассмотрение орты б 7' н А. СК ОХ„У„2„, в соответствии с рис. 2.14 имеем Ч =И; 6=И; й„= — уа„. (2.47) Чьц = Чц — Чц — — ~М„сов)( — Р'„сов2,)+ lг(Рц в(ну — Р'„в1п)(„); (2.48) (2.49) й х5= 1ОВ Ч,ац =5=Ч~ -~-[й,хЩ. (2.4б) Заметим, что слагаемые в правой части последнего выражения представляют собой радиальную и трансверсальную составляющие вектора скорости сближения: Ча - -Ч и Ч, = й„хб. у' )с Π— а, О О О О Р = )га сову — (г„сов)(„; оз,Р = (г„зш)( — Р'„з(п)(,. (2.51) (2.52) 0 Рве.
2.15 о„о„ ЗПС Рис. 2.1б (2.53) Р = Р;1,=(~;+Л~;)Гм 106 107 Так как Ъ;в, =Ъ' +1ь2, хзл], то с учетом (2.48) и (2.49) можно записать ;((г щ,„р соз „)+й((г„з)п)( — (г„я(пу ]=)Р+ЫР. (2.50) Искомые кинематнческие уравнения, представляющие собой проекции векторного соотношения (2.50) на оси ОХ„и 02„, соответственно имеют вил При использовании гипотезы а прямолинейном и равномерном движении Вь( и сделанных ранее допущениях задача ближнего наведения может быть сформулирована следующим образом. На линии пути цели (по текущему положению вектора Ъ'„) необходимо рассчитать упрехсденную точку встречи О„ракеты с целью и направить в эту точку ось оружия, т.е. выбрать потребный угол упреждения )( (рис. 2.14).
Как известно, применение авиационных УР по ВЦ может выполняться в соответствии с принципами сопроводительной или заградительной стрельбы (24]. В зависимости от принятого принципа стрельбы по-разному определяется момент пуска УР, что существенно влияет на расчет угла упреждения у и на весь метод наведения в целом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
