2. Методы и алгоритмы наведения аэрокосмических ЛА (1245720), страница 15

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

Текст из файла (страница 15)

Программам замкнутого управления свойственна общая особенность,заключающаяся в том, что в реальных условиях их применения программныезначения ускорений могут неограниченно возрастать при приближении к терминальной точке.Рассмотрим некоторые способы устранения указанной особенности.Первый способ заключается в том, что в некоторый момент (T  T ) ,предшествующий расчетному моменту T прибытия в терминальную точку,программа замкнутого управления заменяется программой разомкнутогоуправления, коэффициенты которой вычисляются по параметрам движения намомент (T  T ) .

Величина T должна быть определена заблаговременно изусловия реализуемости программных ускорений при имеющихся ограниченияхна управляющие воздействия.Второй способ состоит в том, что программа замкнутого управленияформируется по терминальной точке, вынесенной вдоль фазовой траекторииневозмущенного движения за пределы интервала [0, T ] и достигаемой в момент(T  T ) . Проиллюстрируем этот способ на примере рассмотренной выше задачи управления с двумя терминальными условиями и программой ускорений(27).

Зададим величину T и определим из дифференциального уравнения~x  c0  c1tизмененные терминальные параметрыиx k  x k  x k~Vx k  Vx k  Vx k :1~Vx k  Vx 0  c 0 (T  T)  c1 (T  T) 2 ,211~x k  x 0  Vx 0 (T  T)  c 0 (T  T) 2  c1 (T  T)3 ,26~~6[ x k  x (t )] 2[Vx k  2Vx ( t )].(49)a трx (t ) T  T  t(T  T  t ) 23. Рассмотрим класс задач управления, в которых время T достиженияцели управления не задается и является сводными параметром.

Данное обстоятельство препятствует непосредственному применению рассмотренных вышепрограмм управления. Возможны различные способы преодоления этой трудности. Одним из них является исключение времени T из алгоритмов управления путем его определения по краевым условиям. Проиллюстрируем сущностьданного способа на примере задачи управления с двумя краевыми условиямиx k и Vx k . Зададим программу ускорений в виде константы, a трx ( t )  с 0 , и определим коэффициент c 0 и время T из краевых условий с помощью уравнений:1Vx k  Vx 0  c 0 T, x k  x 0  Vx 0 T  c 0 T 2 ,222V  Vx 02( x k  x 0 )(50)c 0  xk, T.2( x k  x 0 )Vx k  Vx 02 Vx2 ( t )1 Vxk .(51)2 ( x k  x ( t ))4.

Другим препятствием к непосредственному применению метода требуемых ускорений может являться свойство неполной управляемости объектауправления. Свойство неполной управляемости присуще твердотопливным ракетам. У этих объектов управляющие силы определяются двумя параметрамиуправления – углами тангажа и рыскания.

Таким образом, в определяющемуравнении (8) вектор u двумерный, а вектор ускорений, присутствующий в левой части этого уравнения, – трехмерный.a трx (t)6.5. Достоинства и недостатки метода требуемых ускорений1. Метод требуемых ускорений является весьма универсальным методомнаведения, что позволяет использовать его для управления движением ЛА раз-личных типов, включая спускаемые аппараты, ракеты-носители КА и др. Из литературы известны примеры применения данного метода при управлении полетом вертолетов, самолетов вертикального взлета и посадки, а также других объектов, включая поезда метрополитена и радиолокаторы.2. Методу требуемых ускорений свойственна простота формированияпрограмм разомкнутого и замкнутого управления.

Метод не предъявляет высоких требований к быстродействию бортовой ЦВМ, не требует проведениясложных расчетов при подготовке данных полетного задания.3. Метод требуемых ускорений является гибким инструментом управления движением, поскольку позволяет формировать траектории нужного профиля. Например, для реализации требуемой траектории РБ, включающей участкиполета для проведения сеансов навигационных определений, достаточно выбрать несколько опорных точек, для каждой из которых задать три координатыи два угла, определяющие желаемую ориентацию вектора скорости. Управление движением РБ будет заключаться в последовательном наведении на очередную точку траектории по алгоритмам, приведенным выше.

Перестройка алгоритмов наведения осуществляется простым изменением терминальных условий наведения.4. В качестве определенного недостатка метода требуемых ускорений,сужающим область его применения, отметим то обстоятельство, что терминальные условия наведения в данном методе должны задаваться в виде точки вфазовом пространстве. При управлении движением БР концевые условия наведения задаются в виде многообразий. Выделение какой-то одной точки на этихмногообразиях с целью безусловно точной реализации выбранных концевыхусловий при наведении нерационально, так как предъявляет неоправданножесткие требования к допустимым траекториям движения БР на АУТ.

Дополнительные трудности применения метода требуемых ускорений связаны с неполной управляемостью твердотопливных ракет и тем, что время полета БР наАУТ является свободным параметром. В этих условиях метод требуемой скорости обладает безусловными преимуществами перед методом требуемыхускорений, так как обеспечивает высокоточное решение задачи наведения БР сучетом всех особенностей объекта управления..

Характеристики

Список файлов лекций