Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 132
Текст из файла (страница 132)
Вследствие влияния ветра и других неопределенностей в баллистике снаряда, проявляющихся в течение разгона, к началу управления снаряд будет, с точки зрения системы управления, находиться в неправильном положении. Вследствие этого, когда управляющие сигналы будут, наконец, поданы к органам управления, появится переходный процесс; для того чтобы снаряд мог лететь к цели по желаемой траектории, этот переходный процесс должен затухнуть. Так как антенна бортового радиолокатора внутри снаряда неподвижна, то при фуикционировании системы управления сам снаряд всегда будет направлен на цель. Поэтому траектория снаряда будет траекторией чистого преследования').
Радиолокационный приемник на снаряде вырабатывает управляющий сигнал, пропорциональный отклонению оси снаряда от направления снаряд в цель. Когда снаряд находится на стартовой установке и цель захвачена, а также в продолжение разгона управляющий сигнал не поступает в бортовой контур управления. По окончании разгона какое-нибудь устройство выдержки времени или переключатель иного типа вводит этот сигнал в бортовой контур управления. В этот момент система может оказаться подверженной воздействию большого сигнала ошибки, пропорционального углу рассогласования между осью снаряда и направлением снаряд — цель. Сигнал подводится к автопилоту, контур которого состоит из рулевых машинок, рулей, корпуса снаряда и прецессионных гироскопов или других устройств, измеряющих элементы движения снаряда. Выходом авто- пилотного контура являются элементы движения корпуса снаряда.
В настоящей главе мы рассмотрим только движение тангажа. Те же самые рассуждения могут быть применены и к движению рысканья, поскольку мы рассматриваем крестообразный (четырехкрылый) снаряд. Выходом корпуса снаряда является угол тангажа, т. е. угол, который а) Это не точно. Прн чистом преследовании на цель должен быть направлен вектор скорости снаряда, а не линия, связанная со снарядом, например его продольная ось, как принято з данном примере.
Эти два направления совпадают только в том случае, когда угол атаки и угол скольжения оба тождественно равны нулю. 1Прим. перев.) полосА пРОпускАния БОРТОВОГО кОнтуРА 1гл. 18 674 ось антенны составляет с произвольным неподвижным направлением, принятым за ось координат. При помощи соответствующего математического преобразования мы из угла тангажа можем получить угол наклона траектории снаряда, т. е. направление вектора его скорости.
Отсюда путем интегрирования по времени мы получаем траекторию снаряда. Поскольку и снаряд и цель движутся, направление снаряд в цель будет переменным. Изменение направления снаряд в цель входит в контур управления в виде передаточных характеристик кинематического элемента. Мы рассмотрим передаточные характеристики каждого элемента в бортовом контуре управления, использовав для этого характеристики корпуса снаряда из главы 14 применительно к тактической задаче, изложенной в главе 17. ееал аетеее ст еееа еея а' г)елв ЕВГЕЛЯАЕЕГЕи' елее елв еяа е у ама ст Рнс. 18.1.
Определение углов, используемых прн решении задачн встречи. Определения углов, входящих в нашу задачу, приведены на рис. 18.1. При отсутствии ошибки угол тангажа 0 и угол, определяющий направление снаряд — цель, совпадают. Угловая ошибкам самонаведения, измеряемая бортовым радиолокатором, есть а. Центр инерции снаряда движется вдоль вектора скорости под углом 7 к выбранной оси координат; угол 7 есть угол наклона траектории. Разность между углом тангажа и углом наклона траектории есть угол атаки а'). Упрощенная блок-схема бортового контура управления показана а рис. 18.2. Как уже говорилось, бортовая антенна направлена на цель, а ее ось совпадает с продольной осью снаряда.
Эффект движения снаряда учитывается как обратная связь от кинематического элемента к направлению оси антенны (или оси снаряда. что одно и то же). Эффект движения цели учи1ывается как вход, образуемый г) Если крыло установлено так, что его хорда параллельна продольной осн снаряда. 1Прим. перев.) 18.2] гвомзтгичвскив соотношяния и кинвмлтикл 676 углом наклона линии снаряд в цель.
Выходами корпуса снаряда являются изменения угла таигажа и угла наклона траектории. Кине- Угол а, опредепянгщий направление снаояд-цель Угловая щиидяа соььонаеедения в Угпл панга4са Р Уги ноялона -ь — — 4 уюродппории у 7, динеоаюунесдии' глелгенпт ь Ф Ф Ф и ь l е, влияное движения цеп дарпус снаряда и овптопило нанопраеление ьнтряу-иель д юенение раггоно ноньпаню рогоггяную в ,влияние двис!пения снаряс" но угол снаряд-иель Рис. 18.2.
Контур системы управления при чистом преследовании. матический элемент представляет собой изменение наклона линии снаряд в цель, вызываемое изменением угла наклона траектории. 18.2. Геометрические соотношения и кинематика На рис. 18.3 показан вектор скорости снаряда ]г, и вектор скорости цели ]со Используя составляющие этих векторов по нормали к направлению снаряд — цель, мы получим выражение угловой скорости вращения линии снаряд — цель: 1l~ а!п (т — а) 1'т з!и 8 Р Л (18.1) 43ь где через тс обозначено расстояние между снарядом и целью.
Правая часть выражения (18.1) состоит из двух членов; в первый входит скоРость снаРЯда 1гм; он опРеделЯет собой часть кинематического элемента в обратной связи, зависящую от движения снаряда; второй член содержит скорость цели ]ст; он определяет другую часть кинематического элемента, зависящую от движения цели. Кинематика движения снаряда. Антенна в голове снаряда есть чувствительный элемент, подводящий к приемнику свой выход, пропорциональный углу между направлением оси снаряда и линии снаряд — цель. Этот сигнал ошибки или соответствующий ему угол определяет по величине и направлению угловую ошибку самонаведения. Чтобы найти передаточные характеристики кинематических элементов (рис. 18.2), предположим, что контур разомкнут и выход радиолокационного приемника не исправляет ошибку [гл.
18 ГОЛ ОТ напря- 676 ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ БОРТОВОГО КОНТУРА самонаведения. Если корпус снаряда отклонен на некоторый у линии снаряд в цель, то это вызовет непрерывное появление жения ошибки на выходе приемника. Напряжение ошибки математически может быть выражено в виде Е = Кд(7 в а). Кроме того, появляется угловая скорость е, которая пропорциональна 7 — а. Математически это можно выразить так: е= шг(7 — а). Параметр ш, равен отношению скорости снаряда к расстоянию между снарядом и целью, умноженному на коэффициент пропорциональности К,.
Рнс. 18.3. Геометрические соотношения. ж 1+ам Т вЂ” а 5 (18.2) ь' ем где ш, = —, 5 — переменная в преобразовании Лапласа, Р т — а постоянная (по предположению). Когда расстояние между снарядом и целью велико, то ш, мало, поэтому — мало по сравнению с единицей. Отсюда видно, что при О)г 5 этих условиях влияние члена с интегралом невелико. Другими словами, угловая скорость линии снаряд — цель невелика. При уменьшении расстояния модуль — увеличивается.
Связанный с этим членом сдвиг Озг 5 фазы на 90' при малых расстояниях может вызвать появление неустойчивости. По мере уменьшения расстояния фаза еж все больше отстаег от фазы входа. Общий сигнал ошибки равен сумме этих двух членов. Положив Кг=- 1, К, = 1 и интегрируя обе части выражения для е, получим передаточную функцию для угловой ошибки в виде 18.2) гвомвтгичвскив соотношения и кинвмлтика 677 Кинематика движения цели.
Рассмотрим теперь второй член в формуле (18.1), именно . Он выражает влияние двиЪ 25!П 5 жения цели на положение линии снаряд — цель, которое вызывает в направлении оси антенны ошибку 51. Мы можем написать: с 51П 5 51= 5'5 1 .1 17 о Поскольку мы рассматриваем передаточную функцию, где 5, является выходом, а угол р — входом, то можно написатгк 5 (18.4) з Если мы сделаем предположение, что в течение некоторого промежутка времени угол р и расстояние Й имеют некоторые определенные значения и не являются функциями времени, и поскольку 52 можно также считать постоянной, мы можем уравнение (18.4) написать в форме 55 па 5 (18.6) где Ъ'551П 7 2 25г5 Таким образом, мы видим, что влияние движения цели выражается в виде передаточной функции простого интегратора.
Величина м зависит от скорости цели г'м дальности )с и угла р. На больших дальностях значение аа невелико, так что движение цели мало влияет на угловую скорость линии снаряд в цель. Однако при малых дальностях небольшие возмущения в движении цели (а также и снаряда) могут вызвать большие вариации направления линии снаряд в цель. Это в свою очередь вызывает необходимость в больших поправках со стороны системы управления и в больших отклонениях рулей. 55 Когда дальность стремится к нулю, — стремится к бесконечности, вследствие чего потребная полоса системы также стремится к бесконечности; эти условия должны привести к неустойчивости. В главе 19, $19.6 подобные же кинематические рассуждения будут проведены для случая наведения по лучу. Будет показано, что в случае наведения по лучу также появляется член 2 1г ~ — Ж.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
