Бек В.В., Вишняков Ю.С., Махлин А.Р. Интегрированные системы терминального управления (1989) (1246768), страница 43
Текст из файла (страница 43)
В то же время реализация процедур оперативного оцениванпя состояния и оперативной идентификации параметров на нижнем уровне системы обеспечивает требуемув> точность и качество процессов наведения в условиях широких диапазонов изменения параметров движения и характеристик внешней среды. Кроме того, решение задачи наведения в геоцентрпческой системе координат позволяет достаточно эффективно организовать процесс взаимодействия с информационными комплексамп, задающими терминальные условия в сферической географической системе координат.
При этом пересче.г конечных условий в геоцентрическую систему осей производится на основе достаточно простых соотношений вида (7.6). И, наконец, реализация разраоотанных пркнципов беспрограммного управления, а также информационного н алгоритмического обеспечения системы наведения обеспечивает автономность функционирования БЦВК по отношению к наземным комплексам управления. Процесс проектирования описанной системы наведения заключается прп атом фактически в выборе матриц весовых козффпцнен- 203 из условия обеспечена тов (), 7( критериев качества (?.36) и (7.38) из уел устойчивости и требуемого качества процес ~ нальвеге оцессов те минальвеге управления и еле'кения.
Однако прежде чем перейти к о и' . столики и програмз1ы автоматизированного синтез ~ к оввсаввм за системы наведения, кратко остановимся на некоторых аспектах ре: х реалиэацвв велуч~ нного алгоритмического обеспечения на БЦВК. Основываясь на сформулированном в гл. 6 принципе разделенна и анализе сформированного алгоритмическо1о обеспечения можае сделать вывод а разделимости процессов собственно термвыззьного управления, стабилизации заданных линейных ускорений, оперативного оценпвания состояния, идентификации неиззествых парамотров и предсказания терминального состояния, т. е. возможности пх независимой реализации. В связи с этим соответствующие уровни и подсистемы могут быть реализованы на БЦВК с распределенно-модульной структурой. Распараллеливание указанных процессов позволяет снизить требования к вычислительным ресурсам, необходимым для реализации соответствующих а ~горптмических процедур. Требования, предъявляемые при реализации разработанного алгоритмического обеспечения по объему оперативной и постоянной памяти, значительно ниже, чем при использовании алгоритмов, опирающихся на задание программной траектории.
Потребные характеристики БЦВК по производительности с учетом указанного распараллеливания алгоритмических процедур можно ове анализа алгоритьюв функционирования управляющей подсистемы нижнего уровня (7.56) — (7.60), тре узлцвх д. ля своеи реализации и наибольшего количества вычислений, Важто п оизводительность БЦВК, необходимая но также отметить, что произво це ьше пони пол ченных алгоритмов, значительно цен для реализации получ использовании алгорвтонзво нтельности комплекса при и о ессе наведения программной мов управления с обновлением в процесс траектории. 7.4. Задачи и этапы о и оектн ования систем автоматизированного пр б ог аммного терминального управлеи ной из важнейших про лец в Ка у.ке было отмечено, одн создания систе.
овапие Особевво ов и затрат на проектир венное с сокращение сроков и зат йп о лемы о при построении беспрогешенпе указанно р с п едсказанпем к онечактуально р ного управления с Р х систем термина льн я с ественно нелин " раммных сп . н тельное чвснпя. зтн сист яю ици значите и нестационарн нымп сиота ', ' я ф овиру~ощвх х ф ~нкционал ф льных подсисте, бе в емени. ло ином лисшта р и так и в ускоре ача полной автои как в реальном, т озникает задача ы.
и 'обой остротои в 1 ованпя систем г пр е п едварптельн процесса пр 204 „ого наведения с предсказанием конечного состояния. Б этом „вравлениы значительные перспективы представляют примеиеэ„е разработанного метода аналитического проектирования по„бвых систем.
Именно воэможностп определения в общем виде алгоритмов оптимального функционирования ИСТУ позволили разработать универсальную в смысле применения к достаточно мирокому классу задач наведения и типов ЛА систему автоматизированного спытоза а моделирования. Создание систем автоматизированного синтеза на основе предложенного метода аналитического проектирования позволяет значительно сократить сроки проектирования ~ц что особенно важно, автоматизировать процесс яе только параметрического, но и структурного синтеза систем беспрограммпого наведения ЛА, функционирующих в условиях нелинейных изменений параметров движения, значительных внешних возмущений, апрпорыой неопределенности в характеристиках объектов, малом объеме измерительной информации.
Процесс автоматизированного проектироваыия беспрограммыых терминальных систем ыа основе разработанного метода включает следующие типовые этапы: 1) выбор состава векторов состояния, управления и измерений для каждого уровня системы в соответствии с разработанной концепцией, составление моделей объекта, предсказания и ИИП в терминах пространства состояния; 2) формулировка показателей качества функционирования системы наведения, а в случае необходимости задание показателей качества отдельных уровыей и подсистем; 3) кусочно-линейная аппроксимация нелинейных характеристик уравнений движения ЛА на каждом уровне, измерительных устройств и уравнений предсказания, формирование моделей с кусочно-лыцейнымп характеристиками, проверка условий наблюдаемостп; 4) формирование модели взаимодействия (матр1щ перехода) урезкой системы беспрограммыого наведения; 5) построение моделей управляемого объекта, ИИП и предсказания в дискретной форме; 6) оп)зоделеппо структуры и расчет параметров алгоритмов формирования компонент линейных ускорений в геоцеятрической системе координат, потребных для приведения ЛА в задаыыую точку пространства с заданными скоростями, и стабилизации заданных проеквый линейного ускорения ыа оси, связанные с ЛА; проверка условий устойчивости; 7) моделирование функционирования замкнутой системы беспрограммаого наведения с предсказанием конечного состояния, анализ результатов моделирования.
Математическое обеспечение ироцеду'ры автоматизированного проектирования реализовано в виде программы, блок-схема которой представлена на рпс. 7.3. 11рограмма автоматизированного сиытеза включает совокупность системных подпрограмм и подпрограмм пользователя. 205 ГьттС. 7.З. Блок-схсма прогрея Ронтгииого снится втот1 'тимы "' " ью;ьедиров.
вивт 1 1. 1 1 ! Модеггнроняние футгкиионироияыин яяыкиутои системы 1 1 грорьгировяние коне'етого состониип Рьслег ияряметрон ыкоиов уиряиленнл и ялгоритмои Системные поди, программы '1атЕ'1атИЧЕСКОе СОДЕР; ОДЕРРКаннс КоТОРых составчн10 алгор функционирован1гл ии орнтиы дня:ыэ линяььиееския своа гн ' ВЕРХНЕГО ур ~п ье«ге и системы и селом уровне ур и системы наведения, представляют собст обай каалогизиронаиные яро„:, процедуры 1 н состав универсальной ЭВМ, н с которых нходят подпрогрныны Определение ияряметрон ыо елее проведения к с Р у очно-линейной 1 о ьектя и няьтереини 1 ппроксимации нелинейнос остей уравнений двиькения ЛА, !1!1П проверки условий устойч ност11 1 и наблюдаемости замкнутой снс- 1 темы беспрограммного нанеке- , ф р р иия дискретных Прети кяяяние «оие як|о гь ты:ииг ! пня фОРМИРОВания 1 моделей подпрограммы определения структуры и параметров ПОС, ПИП, ПП1тС, подснстен 1 собственно наведении и слеже- ния, подпрограммы моделнронн- 1 Вывод ретультятон синтьыя , ния функционировании знмкну- 1 и моделнровяиин ~ той системы нанедения и нывю- 1 да иа печать результатов иь Системные 1 полпрогря гмь~ ! делиронания.
Системиыепоннре- граммы написаны па Фортране и используют стандартные программы матричной нл- ГобрЫ, ГЕНЕрИрОВаыля ГауССОВСКИХ СЛуЧайимл ПОСЛЕдОНатсльс ностей и др. Подпрограммы пользователя состанляьотся проектнронщнкон применительно и решению задач проектирования систем беснрограммного наведения для конкретных ЛА. В сост . р- ЛА. В состав зтнх нодннеграмм входят основная управляющая подпрограмма, поднрогрннмы задания априорных данных и определения е ~щ .. р тек нх хнрактгс ристик ЛА н ИИП. В основной управляющей подпрограмме разраоотчнк ор . ет управление процессом антоматизир оваиного синтеза е заннснмюс- нкро- я и особенностей фуикцнонк ти от решаемой задачи управления мс н сования данного ЛА. Для етого в упр п авляющей подпрограмме сти о ганпзуется нызон необхеответствующей последовательиост р димьгх подпрограмм пильзен В подпрограмме задания априорных данных донья ставлена следующая исходи ная пнфоомация: размерности векторов состояния, управления и измерений для хэ;кдого уровня (!пстемы интервал времонп функционирования системы ~1„, 1,,з], э также шаги дискретности т,„т„формирования сигналов управлеээя.
значения элементов матриц весовых коэффициентов критеригэ качества работы верхнего и нижнего уровней системы и функцпоээла качества оцзппвгпмия или пх начальные значения в случае зх иестационарности; начальные условия процесса терминального управления и начальные величины оценок состояния, матриц объекта управления, значения матрицы ковариации ошибок оцеиивания Р, в начальный момент времени: матрицы коварпаций шумов измерений и внешних возмущений, если пх значения априорно известны и ие изменяются в процессе наведения; заданноетермииальпоесостояние (координаты точки в пространстве и скорость прохождения через точку с ааданными координатав!и) для стационарных конечных условий.
В подпрограммах определения текущих характеристик объекта управления формируется оперативная информация, необходимая для функционирования системных подпрограмм, в том числе: описан!!е соотношений для правых частей уравнений движения ЛА и измерений и их частных производных по компонентам векторов состояния и управления; значения элементов матриц весовых коэффициентов критериев качества наведения и слежения, статистические характеристики вкьппгих и параметрических возмущений и шумов измерений, ссли оип иэмепявпся во времени илп априорно неизвестны. Методика ав оматизпроваииого синтеза системы беспрограммио!о наведения с предскаэа!шем конечного состояния на основе использования разработанной программы закл!очается при этом в выборе состава векторов состояния х„,,к„, управления и„, и„н измерений =, составлении модолей функционирования уровней системы в терминах пространства состояний, формулировке показателей качества системы, в описании в подпрограммах пользователя априорной и текущей информации об управляемом объекте и ППП и соответствии с !1)уикционалш!ыз! назначением этих подпрограмм и составлении основной управляющей подпрограммы в соответстшгп с ршпаемой задачей.
После этого в режиме диалога с ЭВМ проектировщик определяет структуру и параметры и производит моделирование замкнутой системы наведения. Использование программы автоматизированного синтеза позволяет оператшгио исследовать качество терминального управления. оцеиивакпя состояния и идентификации неизвестных параметров, пред!казвина конечного состояния для различных начальных и термпналслпвх условий, начальных ошибок идентификации, всех возможных зпачешш интенсивностей возмущающих воздействий п шумов пзз!ераппй, оценить влияние величины иптерва:!а дискретности и ограничений на управлякпцпе воздействия. 207 Прн этом основная цель заключается в определения в зроцессе итерационного поиска в области допустимых значений зес й весовых коэффициентов ф, Л, ооеспечива!ощих требуемое качество пр ц во пРоцессоэ наведения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
