Лысенко Л.Н. Наведение и навигация баллистических ракет (2007) (1242426), страница 81

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 81)

Отгоризонтированная платформа, однако, еще не является носителем трехмерной отсчетной базы. Для того чтобы она стала таковой, необходимо в дополнение к выставке вертикали провести ази,иутальмую выставку. Для азимутальной выставки платформы, а следовательно, и азимутального 453 ~сп Рнс. 12.5. Схема ориентирования гироскопов и акселерометров иа гироплатформе прицеливания ракеты, при котором вертикальная (основная) плоскость симметрии ЛА, совпадающая с плоскостью стабилизации, совмещается (рис. 12.5) с плоскостью стрельбы, необходимо на стартовой позиции зафиксировать направление стрельбы. При условии совпадения основной плоскости симметрии (плоскости рулей! — П1; см. (116 с.

393)) с плоскостью стрельбы процесс совмещения плоскости стабилизации с основной плоскостью симметрии ЛА, осуществляемой при азимутальном приведении, называется юстировкой гироплатформы. Для того чтобы зафиксировать на стартовой позиции направление стрельбы, обычно используют так называемые ориентирняве направления. Под ними понимают направление какой- либо зафиксированной прямой, геодезический азимут которой заранее известен. Ориентирное направление может формироваться от геодезической сети на основе астрономических наблюдений или с помощью гироскопических приборов (внешних, либо входящих непосредственно в состав ИНС).

Автономно азимуты ориентирных направлений проще всего определить с помощью гирокомпаса. Гирокомпас представляет собой маятниковое гироскопическое устройство, предназначенное для отслеживания направления горизонтальной составляющей вектора 454 угловой скорости вращения Земли. Процесс автоматического ориентирования ГСП в заданном азимутальном направлении с помощью гирокомпаса называется гиракомпасираванием. Применение гирокомпасирования как метода азимутальной выставки, предварительно отгоризонтированной по направлению силы тяжести платформы, ограничено областями, исключающими полярные области, где векторы, используемые для полной выставки, оказываются близки к коллинеарным. Наиболее распространенными способами начальной выставки платформы при пуске ракеты с носителя (например, подводной лодки) являются способ согласования углов кардановых подвесов систем и способ векторного согласования.

Обычно носитель имеет более совершенный навигационный комплекс, который и используется как базовая система при выставке сопровождающей системы ракеты. Кроме применения в качестве опорной системы ИНС носителя обеспечивает и определение начальных условий (местоположения) ракеты в момент старта. При реализации способа согласования углов карданавьп подвееов систем могут использоваться как оптические, так и электромеханические варианты выставки. Ограниченность применимости данного способа связана с тем, что из-за изгибных деформаций носителя, погрешностей установки его навигационной системы, необходимости обеспечения канала прямой видимости (при оптической выставке) возникают трудности обеспечения требуемой точности выставки за счет согласования платформы.

В этом смысле более предпочтительным является способ векторного согласования. Принцип векторного согласования состоит в приведении выставляемой системы в положение, при котором она будет иметь то же угловое положение относительно измеряемого вектора, что и система носителя. Данный принцип применим при любой физической природе измеряемого вектора (инерциальной, магнитной, электромагнитной). Г л а в а 13. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ 13.1. Элементы системного анализа задач навигации и управления движением Управляемый полет при наведении ЛА, в том числе и ЛА баллистического типа, предполагает принудительное изменение характеристик движения его центра масс в пространстве по определенному 455 закону.

Технически этот закон реализуется с помощью системы наведения. Последняя по принципу действия может относиться к классу разомкнутых или замкнутых систем. Отличие замкнутой системы от разомкнутой связано с наличием в ней обратной связи, обеспечивающей передачу измерений выходной величины на вход устройства управления. Задача системы наведения состоит в том, чтобы возможно точнее воспроизводить на выходе задаваемый закон входного воздействия (задающего) и полнее подавлять влияние на движение центра масс ЛА возмущающего воздействия. Измеренная выходная величина при этом сравнивается с задающим воздействием (входной величиной), и получаемое рассогласование (ошибка) используется в качестве источника воздействия на систему [60[.

Очевидно, если измерения сопровождаются погрешностями, формируемое воздействие на систему не позволит точно отслеживать требуемые параметры движения ЛА. С другой стороны, часто прямым измерениям не поддаются те параметры, сравнение величин которых с задаваемыми формируют сигнал ошибки.

Именно поэтому обработка результатов измерений относится к ключевым моментам обеспечения высокоточного управляемого движения ЛА. Таким образом, задача заключается в том, чтобы извлечь максимум информации из результатов проводимых измерений и наилучшим образом использовать ее при формировании управления.

Под информацией в данном случае будем понимать совокупность сведений, полученных в результате принятия решения по итогам обработки данных измерений или, иначе, реализации процедуры оценивания (рис. ! 3.1). Понятие оценивание — наиболее общий термин из числа используемых для характеристики любых преобразований результатов прямых измерений. В подавляющем большинстве задач управления полный вектор состояния измерить не представляется возможным. Технически реализуемой оказывается операция измерения лишь некоторой, обычно линейной, комбинации переменных состояния. Задачу нахождения вектора состояния или определения его аппроксимаций по наблюдаемой переменной будем называть восстановлением, а получаемое в результате фазовое состояние объекта— восстановленныль В статистической динамике возникает необходимость в установлении по результатам наблюдений, сопровождаемых шумами, наиболее правдоподобного состояния системы, подверженной действию 456 Объект управлснмл ' Состояние; Шум Входное всздсйстви срсмная модная личина Рис.

13.1. Обшад схема процедуры оцсниваиия случайных возмущений. Это состояние может оцениваться на основании измерений всех или части фазовых переменных на временном интервале (1о, 1). Операция определения наиболее вероятных значений переменных состояния в момент времени 1 или выделения полезной информации о сигнале при наличии случайных помех называется фильтрацией. К задаче фильтрации примыкает задача предсказания, или прогнозирования (экстраполяции) — наиболее вероятного состояния системы в наперед заданный момент 11 ) 1 при наличии измерений на интервале (1о,1).

Наконец, третьей частной задачей статистической обработки измерений является задача сглаживания и интерполяции, т.е. определения наиболее правдоподобных значений переменных состояния, которые объект имел на прошедший момент времени 11 ( 1. Требование достижения правдоподобных значений переменных состояния предполагает необходимость конкретизации критерия качества оценивания, или иначе, функции потерь. В каждом частном случае на выбор критерия качества оценивания оказывают существенное влияние цель анализа, возможность числовой реализации выбранного критерия и объем необходимой априорной информации. Специфической особенностью обработки измерений в задачах наведения является относительно малый обьем располагаемых априорных данных, что заставляет использовать достаточно простые критерии.

К их числу прежде всего относят квадратичные критерии. Для их применения достаточно иметь информацию о вторых моментных функциях составляющих динамических характеристик, а также вторых начальных и взаимных моментов для шумов. Это не означает, что применение квадратичных критериев 457 единственно возможное. В принципе прикладная теория последовательного оценивания допускает использование множества различных критериев типа 1(х, х), задающих меру отклонения оцененного значения х от истинного х. Математическое ожидание функции потерь называют риском. Минимальный риск ~шш М ~1(х, х))) является наиболее общим критерием теории саатистических решений, объединяющей все многообразие статистических методов интервального и точечного оценивания. Задача оценивания состояния динамической системы тесно связана с условием восстанавливаемости или более часто используемым понятием наблюдаемости системы. В детерминированной теории с физической точки зрения под наблюдаемой понимается система, для которой по измерениям части или всех ее координат или переменных, связанных с координатами, можно за конечное время определить полностью ее состояние.

Различие между понятиями наблюдаемости и восстанавливаемости усматривается только для нестационарных систем. Что касается стационарных систем, то указанные понятия для них совпадают и поэтому могут использоваться как эквивалентные. Данное обстоятельство имеет вполне объяснимый физический смысл. Действительно, для стационарной системы временной фактор не играет никакой роли, тогда как для нестационарной — он существен. Отличие же между решением задач наблюдения и восстановления как раз связано с временным фактором.

Восстановление состояния осуществляется по данным о реализации входных и выходных переменных, известных на прошедший момент времени, тогда как задача наблюдения трактуется как задача определения состояния по измерениям, проведенным позднее момента, для которого производится оценка состояния.

Характеристики

Список файлов книги