Моделирование контура самонаведения при наведении методами погони и прямого наведения (1152036)
Текст из файла
Моделирование контура самонаведения при наведении методамипогони и прямого наведенияОсновные теоретические сведенияСамонаведением называется такой способ радиоуправления, при котором на бортуУО измеряются параметры движения цели и формируются команды управления.В зависимости от места расположения первичного источника электромагнитногоизлучения различают активные, полуактивные, пассивные и комбинированные системысамонаведения.Структура контура наведения не зависит от типа системы и определяется методомнаведения. Для самонаведения характерны следующие методы наведения:- прямое наведение;- метод погони;- метод пропорционального наведения (пропорциональной навигации);- метод параллельного сближения.В методе прямого наведения выполняется требование о совмещении линиивизирования с продольной осью УО, т.е.
информационным признаком является угол εмежду линией визирования цели и продольной осью УО (рис.3.1а). Угол линиивизирования η вырабатывается кинематическим звеном, а угол продольной оси ϕ беретсяиз модели УО-АП.В методе погони информационным признаком является рассогласование междулинией визирования и вектором скорости УО.
Угол вектора скорости отличается от углапродольной оси на угол скольжения (атаки) α. Определение угла вектора скоростинапрямую невозможно, поэтому команда управления вырабатывается путем добавления куглу ε между осью антенны и продольной осью УО, определяемому пеленгатором, угласкольжения α, определяемого флюгерным датчиком.
Поэтому в звено выработки команддобавлен сумматор и преобразователь угол-напряжение с коэффициентом передачи,равным Кm.Измерительным звеном является радиопеленгатор, который может бытьнеподвижным (совмещенным с продольной осью ракеты), либо подвижным (следящим),стремящимся совместить ось антенны с линией визирования. Будем рассматриватьсистему со следящим пеленгатором. В данном случае информационным признаком будетугол ε между продольной осью ракеты и осью антенны, формируемый датчиком угла(ДУ), преобразующим угол рассогласования в напряжение Uк. В состав пеленгаторавходит силовой привод (СП), обладающий инерционностью, в результате чего приопределении угла ε будет наблюдаться динамическая ошибка ∆ε.
Модель пеленгатораможет быть представлена моделью рис.3.2 б.Рис. 3.1. Геометрические соотношения а) и функциональная схема б) угломерного каналаГСН со следящим пеленгаторомМодель звена УО-АП аналогична модели, исследуемой в работе 1.Модель кинематического звена составим из геометрических соотношений рис.3.2.Рис.3.2. Формирование кинематического звенаБудем рассматривать движение УО и цели в стартовой системе координат.
Будемсчитать, что УО и цель движутся равномерно со скоростями Vр и Vц с курсовыми углами γри γц соответственно. Спроецируем скорости УО и цели на линию визирования и нормаль кней. Проекция скоростей на линию визирования дает относительную скорость движения,которая может быть представлена как производная вектора дальности r. Поскольку УО ицель непрерывно сближаются, величина rɺ будет всегда отрицательной.
Тогда будет иметьместо соотношение(3.1)rɺ = Vц cos(η − γ ц ) − V р cos(η − γ р )Проекция скоростей на нормаль к линии визирования позволяет записатьуравнение для угловой скорости ηɺ = Vн / r . С учетом проекций, получим(3.2)ηɺ = [V р sin( η − γ р ) − V ц sin(η − γ ц )] / r .Соотношения (3.1), (3.2) составляют систему уравнений, описывающихкинематическое звено.
Схема, реализующая ее решение, входит в состав схемымоделирования рис.3.3.Модель звена выработки команд зависит от метода наведения. Для метода прямогонаведения это может быть безынерционное звено с коэффициентом передачи Кт. Контуруправления для метода погони аналогичен контуру управления для прямого наведения иотличается только наличием блока Кm. Для унификации модели переход от метода погоник прямому наведению может осуществляться путем задания Кm = 0.Метод прямого наведения характерен тем, что при приближении УО к цели резковозрастает угол атаки, а следовательно, перегрузка УО. Теоретически возрастаниепотребной перегрузки возможно до бесконечности.
Это приводит к сходу УО скинематической траектории и образованию большого промаха, т.е. метод может работатьдо определенного расстояния до цели, определяемого скоростью сближения. Данныйметод применим только при малых скоростях УО и цели.Метод погони также обладает свойством возрастания перегрузки при приближениик цели, зависящей от ракурса стрельбы. Так, прямое попадание ракеты возможно толькопри движении ракеты точно навстречу или точно в хвост цели.
Причем, траектория,располагающаяся в передней полусфере (при q=π), является неустойчивой, т.е. принебольшом отклонении ракеты от нее угол q начнет монотонно изменяться, пока непримет значения, равного нулю.Полная схема моделирования представлена на рис.3.3.В состав кинематического звена входят блоки Trigonometric Function 0..3, пятьумножителей Product 0..4, интеграторы Integrator, Integrator2 и два сумматора. В составизмерительного звена входят два сумматора и инерционное звено Transfer Fcn1.
Модельзвена выработки команд состоит из сумматора и блоков Gain4, Gain2. С помощью блоковGain1, Derivative1, Product5 измеряется перегрузка УО. Блок Gain6 служит дляпреобразования угла линии визирования из радианной меры в градусную, а блок Gain –для преобразования курсового угла цели из градусов в радианы. Введение последних двухблоков позволяет повысить удобство задания и считывания информации.Методические рекомендацииИсходные данные для моделирования звена УО-АП берутся из работы №1.Скорость цели выбирается из условия Vc ≈ 0.5Vyo.В зависимости от исходных данных следует произвести настройку контура путемэкспериментального подбора коэффициентов.
В качестве начальных значенийкоэффициентов рекомендуются следующие:Kiz = 10 – статический коэффициент передачи измерительного звена;Kzvk = 5 – коэффициент передачи звена выработки команд;Koc = 0.8 – коэффициент передачи обратной связи;Km = 1 при моделировании метода погони;0 при моделировании метода прямого наведения.Коэффициенты, указанные цифрами, модифицировать не рекомендуется.В результате выполнения работы исследуется установившаяся ошибка (промах) УОпри различных ракурсах стрельбы. Промахом следует считать минимальное значениерасстояния УО-цель r, фиксируемое первым лучом осциллографа.Вторым лучом фиксируется перегрузка УО, которая не должна превышать 20 ед.
Вслучае превышения указанной величины следует уменьшить уровень ограничения углаотклонения рулей (блок Saturation).По третьему лучу осциллографа контролируется угол линии визирования.Контроль угла η дает наглядное представление о траектории УО.Рис.3.3. Схема моделирования контура самонаведения по методам прямого наведения ипогониПорядок выполнения моделирования1.Собрать схему рис.3.3 в среде Simulink. Задать начальные значениякоэффициентов в соответствии с методическими рекомендациями.2.Установить режим наведения по кривой погони, задав в блоке Gain6значение Кт = 1.3.Задать значение курсового угла цели (Блок Constant) GAMc=600. Провестина этом режиме отладку модели путем последовательной модификации коэффициентов,отмеченных буквенными символами (за исключением коэффициентов УО).
Критериемоптимизации следует считать минимальный промах при условии непревышениярасполагаемой перегрузки (20 ед).4.Последовательным перебором значений ракурса пуска (значение GAMc)исследовать зависимость промаха ∆r от ракурса ∆r = f(γc). В качестве аргумента γc(GAMc) задать значения (0, 30, 60, 90, 120, 150, 180)0.5.Установить режим прямого наведения, задав в блоке Gain6 значение Кт = 0.Повторить исследования по п.4.6.Построить графики зависимостей ∆r = f(γc) для методов погони и прямогонаведения.- результаты моделирования по методу погони при γс = 600;- графики зависимостей ∆r = f(γc) для методов погони и прямого наведения.Контрольные вопросы1.Принципы работы систем самонаведения.
Разновидности системсамонаведения;2.Методы наведения для систем самонаведения;3.Состав контура наведения и назначение основных звеньев;4.Модель измерительного звена;5.Модель звена формирования команд для методов погони и прямогонаведения;6.Модель кинематического звена.7.Особенности поведения УО при исследуемых методах наведения.Сравнение методов.Литература1. Вейцель В.А. Радиосистемы управления: учебник для вузов / В.А. Вейцель,А.С. Волковский, С.А. Волковский и др.; под ред.
В.А. Вейцеля. – М.: Дрофа, 2005. –416.с.: ил. – (Высшее образование: Радиотехнические системы).2. Авиационные системы радиоуправления: учебник для военных и гражданскихВУЗов и научно-исследовательских организаций. / Меркулов В.И., Чернов В.С., ГандуринВ.А., Дрогалин В.В., Савельев А.Н. Под ред.
В.И. Меркулова. – М.: Изд. ВВИА им. проф.Н.Е. Жуковского, 2008 – 423 с.3. Демидов В.П., Кутыев Н.Ш. Управление зенитными ракетами. – 2-е изд., перераб.и доп. – М.: Воениздат, 1989. – 335 с.: ил.4. Неупокоев Ф.К. Стрельба зенитными ракетами. – 3-е изд., перераб. и доп.
– М.:Воениздат, 1991. – 343 с.: ил.5. Пупков К.Е., Егупов Н.Д., Колесников Л.В, Мельников Д.В., Трофимов А.И.Высокоточные системы самонаведения: расчет и проектирование. Вычислительныйэксперимент / Под ред. Пупкова К.А., Егупова Н.Д. –М.: ФИЗМАЛИТ, 2011. – 512 с.6. Черных И.В. SIMULINK. Среда для создания инженерных приложений.
– М:ДИАЛОГ-МИФИ, 2004..
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
