Лекции (1245768), страница 6
Текст из файла (страница 6)
4.6) данное уравнение будет представленоинтегрирующим звеном с коэффициентом передачи1, на выходе которогоТмбудем иметь напряжение равное противо-ЭДС двигателя ея, а на входеразностьпадениянапряжениянаякореипадениянапряжения,определяемого током статической нагрузки (рис. 4.6). Так как на выходесистемы нужно иметь скорость вращения двигателя, то последовательноподключим безынерционное звено с коэффициентом передачи1, гдеК эм49Кэм=сеФ. А статический момент вводится как возмущающее воздействиечерез безынерционное звено с коэффициентомRя.К эмРисунок 4.6 - Структурная схема двигателя постоянного тока независимоговозбуждения.Таким образом мы вывели передаточную функцию электродвигателя,но остается открытым вопрос: «Как выглядит передаточная функцияэлектрического привода, прецизионной следящей системы?»Для этого обратимся к двум простым соображениям: описание модели должно иметь минимальную размерность; привод должен быть максимально близок к идеальному фильтру.Этим двум требованиям удовлетворяет описание привода передаточнойфункцией второго порядка.
При этом постоянную привода задает ТЗ, акоэффициент демпфирования выбирается исходя из требования фазовогозапаздывания на определённых частотах (также задаётся в ТЗ). Тогдапередаточная функция электропривода как системы будет выглядитследующим образом:W ( p) ( p)1 2 2 зад ( p) Т пр р Т пр р 1где φ – угол поворота выходного вала.504.2.3 Гидравлический приводПоаналогииспредыдущимразделомописаниеэлектрогидравлического привода сводится к передаточной функции второгопорядка, так как требования к приводу предъявляются те же, что ипредыдущем разделе:W ( p) х( p )1 2 2х зад ( p) Т пр р Т пр р 1где х – ход штока гидроагрегата.4.3 Системы получения информации о целевой обстановкеСистемы получения информации о целевой обстановке включают всебя радиолокационные измерительные системы, оптические измерительныесистемы, базы данных стационарных целей, каналы информационногообмена внешних целеуказаний, радиотехнические системы относительнойнавигации, акустические измерительные системы.С точки зрения моделирования наиболее сложными являютсяоптические, радиолокационные, радиотехнические измерительные системы.У каждой из этих систем есть свои особенности с точки зрения:1.
Модели статических и случайных ошибок.2. Динамических свойств.3. Частоты обновления информации.4. Ограничений зоны работы.Новсеэтисистемыможноразделитьна:одноканальныйимногоканальный.4.3.1 Модели одноканальных системАбсолютноебольшинствосистемыизмеренийявляютсяодноканальными, но за счет последовательного обзора ограниченных зонокружающего пространства имитируют работу многоканальных систем.Поэтому при моделировании подобных систем следует запросит у смежныхотделов или организаций следующие характеристики:1. Угловой размер моментальной зоны обзора.512. Угловой размер зоны, обзор которой осуществляется за заданноевремя (зона обзора).3. Угловой размер рабочей зоны.4. Скорость движения линии визирования.5. Максимальныезначенияугловыхскоростииускорениясопровождаемого объекта.Различие между моментальной зоной, рабочей и зоной обзораиллюстрируетрис.
4.7. Как видно из рисунка зона моментального обзораимеет угловые размеры i на j. За счет того, что моментальная зона движетсясо скоростью V, она за время Т проходит всю зону обзора размерами a на b.При этом зона обзора может перемещаться по рабочей зоне, которая имеетразмеры x на y. Таким образом система за время Т выдаст информацию повсем объектам находящимся в зоне обзора, работая как многоканальнаясистема.
Данный режим работы системы обычно называют режимом обзора.Если объект оказывается вне зоны обзора, то информация о его положенииперестает поступать в вычислитель системы управления.iРабочая зонаизделияjМоментальнаязонаbЗона обзораЦентр зоныобзораyaxРисунок 4.7. Зоны работы измерительной системыПомимо режима обзора существуют еще режимы одноцелевого имногоцелевогосопровождения.Режимодноцелевогосопровожденияподразумевает постоянное нахождения объекта в моментальной зоне (поле)52обзора. Если угловая скорость движения объекта превышает максимальнуюугловую скорость сопровождаемого объекта для данной системы, то объектуходит из моментального поля обзора и происходит срыв сопровождения.При многоцелевом сопровождении система производит сопровождениекаждогообъектанекотороевремяΔТ,послечегопереходитксопровождению следующего объекта со временем ΔТ. Таким образомосуществляется сопровождение n объектовза время n∙ΔТ.И в режиме обзора и в режиме сопровождения информация объектперестает поступать, если он выходит за угловые границы рабочей зоныизделия.Зачем при моделировании системы управления учитывать всеперечисленные свойства одноканальной системы? Это необходимо для того,чтобы проверить, что система управления обеспечивает постоянноесопровождение объекта.4.3.2 Модели многоканальных системНастоящих многоканальных систем не так много видов, наиболеераспространенные – системы с большим размером моментальной зоныобзора, которая одновременно является рабочей зоной и зоной обзора.
Длятаких систем срыв сопровождения возможен только при выходе объекта израбочей зоны.4.4 Модель бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ)Для моделирования автоматического управления полетом обходимозадать на вход САУ необходимые входные сигналы: заданный курс, боковоеотклонение и отклонение по высоте от заданной траектории, заданнаяскорость.
В отдельных случаях из БЦВМ может поступать: заданный уголкрена, заданная перегрузка. Для того, чтобы обеспечить имитациюформирования данных сигналов из БЦВМ необходимо реализовать в моделине только квантование по уровню и времени в соответствии с ПИВ (протоколинформационного взаимодействия), но и алгоритмы расчета траектории53полета. Для этого необходимо рассмотреть математический аппаратсферической геометрии и СК в которых выполняются вычисления.4.4.1 Геоцентрическая система координатДля решения задачи воздушной навигации и самолетовожденияприменяется геоцентрическая система координат, которая рассматриваетповерхность Земли как эллипсоид.
Тем не менее с достаточно хорошимприближением можно считать поверхность Земли сферой (см. рис. 4.8)Рисунок 4.8Историческигеографическиедляточеккоординаты:вблизисевернаяповерхностиширотаφЗемли—уголпринятымеждугеографической вертикалью и плоскостью экватора; восточная долгота λ —угол между проекцией географической вертикали на плоскость экватора иплоскостью нулевого меридиана (сечения эллипса, проходящего через осьвращения и Гринвичскую обсерваторию в Великобритании); географическаявысота h — координата вдоль географической вертикали, измеряемая отповерхности эллипсоида.544.4.2 Режимы полета с точки зрения алгоритмов навигацииС точки зрения навигационного комплекса полет ЛА аппарата можетпроходить в следующих режимах:а) взлет;б) полет с заданным курсом;в) полет на точку;г) полет по маршруту;д) возврат на аэродром;е) посадка на аэродром;ж) повторный заход на посадку;з) повторный заход на точку.и) режимы наведения в боевом применении.В режиме полета с заданным курсом БЦВМ выдает в САУ (системуавтоматического управления) значение заданного курса и текущего курса.САУ самостоятельно вычисляет разность курсов и строит управление вбоковом канале.В режиме полета на точку БЦВМ рассчитывает значение заданногокурса в зависимости от географических координат точки и координат ЛА ивыдает его в САУ.В режиме полета по маршруту БЦВМ рассчитывает значение заданногокурса или бокового отклонения в зависимости от относительного положенияЛА и ППМ (промежуточный пункт маршрута), при этом полет от одногоППМ до другого может осуществляться:а) путевым методом – путевой угол все время направлен на ППМ(рисунок 4.9);б) маршрутным методом – вычисляется и отрабатывается боковоеотклонениеотзаданнойтраектории,соединяющийдваППМ(рисунок 4.9).Приполете помаршруту существуеттриосновныхспособа«прохождения» ППМ:55а) с пролетом (рисунок 4.9);б) с линейным упреждением (ЛУР) (рисунок 4.9);в) с выходом на заданную дальность с заданным курсом (рисунок4.10).Рисунок 4.956Рисунок 4.10В режиме маршрут управление по высоте полета ЛА строится взависимости от заданной высоты прохода ППМ.
(пример и пояснение)В режиме возврата на аэродром в вертикальной плоскости траекториястроится для пробивания облачности выхода на высоту круга аэродрома(рисунок 4.11). В горизонтальной плоскости траектория строится поаналогии с режимом прохода ППМ с заданным курсом с выходом назаданную дальность, только в качестве заданной дальности выступаетзаданная дальность включения режима посадки, заданного курса - прямойили обратный курс посадки (рис.
4.12).57Рисунок 4.11Рисунок 4.1258В режиме посадки БЦВМ вычисляет и выдает в САУ углы отклоненияот глиссады посадки: боковое и вертикальное. Для отдельных случаев могутвыдаваться вертикальное и боковое отклонение.В режиме повторного захода на посадку БЦВМ вычисляет боковое ивертикальное отклонение от траектории полета по кругам, до моментаформирования признака включения режима «Посадка».В режиме повторного захода на точку строится по аналогии с режимомповторного захода на аэродром посадки.594.4.3 Некоторые формульные зависимости для расчета навигационныхалгоритмов.Для моделирования алгоритмов навигации необходимо пользоватьсяаппаратом сферической геометрии. Рассмотрим без доказательства рядформульных зависимостей, которые необходимы для построения моделиКПНО (комплекса пилотажно-навигационного оборудования).Теперь можно перейти к модели контура стабилизации, посколькуопределены модели его компонентов.
Контур обеспечивает стабилизациюобъекта при движении центра масс относительно траектории ЛА с однойстороны, с другой – должен обеспечить отработку управляющего сигнала дляобеспечения маневра объекта.605 Лекция 55.1 Модели воздействий на систему управленияСистема управления функционирует в окружающей среде. Без средынет системы. Естественно, среда оказывает воздействие на систему. Системауправления либо использует воздействия среды для достижения цели, либокомпенсирует эти воздействия, чтобы они не могли отрицательно повлиятьна достижение цели.Модели воздействия могут быть следующего вида:1) Детерминированные:а) полиномиальныеб) периодические, например,2) Стохастические (случайные):а) стационарные,б) нестационарные.В последнем случае для описания случайных воздействий используютих средние характеристики.5.2 Модели атмосферных воздействий:Атмосферные воздействия можно разделить на два типа:а) мелкомасштабная турбулентность – ветровые порывы;б) крупномасштабная турбулентность – ветры.Модель турбулентности атмосферы основана на предположении, чтотурбулентные порывы представляют собой локально-нормальный случайныйпроцесс, разделенный в пространстве на зоны с различными параметрами.Турбулентные порывы задаются в системе координат, связанной с векторомвоздушной скорости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
