Лысенко Л.Н. Наведение и навигация баллистических ракет (2007) (1242426), страница 69
Текст из файла (страница 69)
382 хя *х н о х хо Х3 Х"» ао о х х 3 х о х н ««а ха о хо О. Х ххо ахн ~хР х х х х ха н З.Ф ЗР р. » Ц ЯЗ »р, а !. ха х 4 О. О. ! о 2 2 » о х 'З Р х хО Ях о х ах а ох О. Я хо Д" 2 х а х Х 3 За »н х х 3 х 33 а ян о Н 3 х2 а О ар 33 З хо З х н а х х 33 а о ! о аа ох н х ххах хдх ынхн ах х» 2 ° ~ хх н ро ох оо 3! 3 Зо О о а х » р 3 Х а хн о хоз о " о. хан хоа нха ОО,З о охЦ Я* н О.Р ох 3" З ~й~ хр, Б о 23 ОЗ 3 3! а р.
о ~» о о З 2 х х а ххх 33 Х О 3«н н р.х Зо ах о х х а ох онх О. О ххн н «Хо» О О В я. о о «р о»Я Ь Р З оах нхх оан ЗхЗ а о о. охх » 3х О !" х н «Д х н » ,х аох х „ах О ОХ ах х х 3 а ! \ х н, х 3 ! Х О н 33 н ! а «.«' а х » ! З ! н н 32 О а о О о 3О а ; $' н х х а О. ' н'а о ! н нх О о 3 'о« х Схема рис. 10.12 соответствует достаточно общему случаю автопилота, когда в обратные связи системы стабилизации включены не только демпфирующие гироскопы и акселерометры, но и свободный гироскоп, принципиально позволяющий формировать на борту сигнал, пропорциональный углу тангажа.
Эта схема определяет состав и структуру каналов управления продольным движением: каналы тангажа и курса. Функциональная схема канала стабилизации по углу крена у = 0 стандартна и здесь не обсуждается. В соответствии со схемой наведение ГЧ на цель осуществляется путем формирования сигналов наведения. Изменение относительных координат цели и ГЧ приводит к появлению соответствующего сигнала на выходе координатора цели. Этот сигнал используется блоком формирования требуемого положения ГЧ в соответствии с выбранным алгоритмом метода наведения.
Но реальное значение сигнала может отличаться от требуемого. В этом случае путем сравнения требуемого и реального сигналов, определяющих угловое положение ГЧ, на выходе блока формирования сигналов ошибок появляется сигнал, пропорциональный им. Так как рассматриваемая схема является следящей, то в ней предусмотрен блок формирования сигналов управления на основе полученных сигналов ошибок в соответствии с принятым при синтезе системы алгоритмом закона управления.
Например, в простейшем случае — управление по ошибке и скорости ее изменения и т. д. Уровень получаемого сигнала может оказаться выше допустимого для контура управления. Поэтому практически всегда последовательно с блоком формирования сигнала управления включается линейное звено с насыщением (ограничением по уровню). На входе координатора действует шум самой различной природы, в том числе и искусственные шумы, предназначенные для маскировки цели.
Чтобы уменьшить их влияние на работу автопилота перед его входом включается интегродифференцирующий фильтр нижних частот, очищающий низкочастотный сигнал управления от шума. Входом в автопилот является суммирующий усилитель или его аналог в случае использования цифровой системы управления. На его входы поступают как сигнал наведения (со знаком «+»), так и сигналы обратных связей (со знаком « — »). В результате на выходе формируется сигнал ошибки системы стабилизации.
384 Блок усилителей с первыми каскадами усиления по напряжению и с выходными каскадами усиления по току обеспечивает согласование блоков управления с исполнительной частью автопилота в виде рулевых приводов. Изменение положения органов управления приводит к появлению управляющих моментов, изменяющих ориентацию ГЧ относительно набегающего воздушного потока. В результате создаются нормальные управляющие силы, приложенные к центру масс ГЧ и изменяющие направление его полета. Кинематическое преобразование изменения ориентации вектора скорости поступательного движения ГЧ и положения центра масс самой ГЧ приводят к изменению координат, воспринимаемых БКЦ. Таким образом, кинематические отношения являются как бы обратной связью в рассматриваемой системе самонаведения.
С учетом изложенного функциональная схема системы самонаведения в рассматриваемом случае будет иметь вид, показанный на рис. 10.13. Геометрический смысл кинематических преобразований координат для плоскости тангажа для наиболее общего случая наведения в вертикальной плоскости поясняется рис.
! 0.14. Алгоритм метода самонаведения требуемые координаты ГЧ Сигнал ошибки самонаведения Закон управления Измеренные координаты цели в связанной системе координат Блок формирования сигнала самонаведення От Корректн- сг, Огранн- у„ р ющнй венке нльтр по уровню Блок формирования сигнала ошибки Рис. 10.13. Функциональная схема гипотетической системы самонаведения ГЧ 385 При формировании математической модели процесса самонаведения на конечном участке траектории учитывалось, что он является весьма коротким по дальности (перемещение относительно Земли не превышает 40... 70 км). Это позволяет рассматривать поверхность Земли на участке наведения как плоскую, а поле ускорения силы тяжести как постоянное и плоскопаралельное по высоте.
Для описания свойств окружающей среды обычно принимается стандартная атмосфера (ГОСТ 4401-81). У* Рис. 10.14. Кинематические преобразования координат в плоскости тангажа Аппарат рассматривается как абсолютно твердое тело с неизменными массой т и моментами инерции относительно трех координатных осей — 1, 1, 1,. Так как он представляет собой коническое тело вращения без характерных внешних признаков положения плоскости продольной симметрии, то плоскость ОХУ ССК зафиксирована в плоскости равного сечения щитков управления по тангажу.
Начальные условия процесса самонаведения считают полностью определенными, т. е.: — задана область возможных положений ГЧ в момент начала са- монаведения в виде эллипса с известными полуосями, находящегося над поверхностью Земли на постоянной высоте Н; — в каждой точке этого эллипса известны координаты точки начала самонаведения (Хо, Уо) и составляющие скорости движения ГЧ в виде компонент гхр, $'го и з1яо, — углы атаки и скольжения ГЧ на момент начала самонаведения, как и угловые скорости его вращения относительно центра масс, принимают нулевыми для номинальной невозмущенной траектории либо определенными в некоторой области возможных значений начальных возмущений, выбранных априори; — задана область возможных начальных положений цели, в пределах которой она может находиться с равной вероятностью, что отражает неопределенность в целеуказании.
Схема отсчета координат для участка самонаведения поясняется рис. 10.15. Рнс. 10.15. Схема отсчета координат для участка самонаведения Аэродинамические характеристики полагаем полностью определенными и зависящими только от числа Маха, углов атаки и скольжения. В качестве органов управления будем рассматривать щитки или поворотные органы управления (рули). Пусть С = С,(М); С = С„'"(М) а+ С„а' (М) Ь,; С, = С,в(М) () + С,а-(М, ап) Ь„; тк = т,'"*(М) — оз, + т ~ (М) Ь,; ту —— ту (М) (3 + ту "(М) — оэу + ту (М) Ь»( „'"(М) а+," (М) — оз, + т~(М) Ь„ где Ь, — угол поворота (перемещения от нулевого положения) органа управления по крену; ܄— угол поворота (перемещения от нулевого положения) органа управления по направлению полета (по курсу); ܄— угол поворота (перемещения от нулевого положения) органа управления по высоте полета (по тангажу); В общем случае на ГЧ могут быть установлены органы управления другого типа.
Тогда в описываемую модель следует ввести 387 формулы приведения исполнительного перемещения (изменения расхода рабочего тела и т.д.) к углам поворота органов управления или просто предварительно выполнить пересчет коэффициентов управляющих моментов. Эти формулы легко получают в каждом конкретном случае из условия эквивалентности воздействия на ГЧ поворотного аэродинамического органа управления и органа управления другого типа. Например, если на ГЧ установлены не поворотные, а линейно перемещающиеся исполнительные органы, тогда, например для канала тангажа, имеем равенство ( Ь,) бугл ( Ь,) блин Отсюда следует, что величина искомого аэродинамического коэффициента определяется справедливой, например, для максимального изменения положения управляющего устройства в предположении линейности его свойств в пределах малых изменений, зависимостью: (10.25) Если создание управляющего воздействия связано с изменением расхода рабочего тела (например, вдув рабочего тела в набегающий лоток), то (т Ь') „б,""' = (т,Ь' ) „др,, (10.26) Очевидно, что при выполнении этих соотношений приведенный расчетный аэродинамический коэффициент автоматически приобретает соответствующую размерность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
