Разоренов Г.Н., Бахрамов Э.А., Титов Ю.Ф. Системы управления летательными аппаратами (2003) (1246774), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Данные методы хорошо иллюстрируют богатство идей н азнообразие полходов к решению залач навеления баллистических ЛА. Ограниченный объем книги не позволил рассмотреть ряд новых нтересных направлений развития теории наведения. Одно из этих ;аправлений основано на принципах ннвариантности управляемых истек, разрабатываемых в теории управления, начиная с пионерских аботГ.В. Шипанова (см. [2!]). Рекомендуем читателю самостоятельно юнакомиться с основными идеями инвариантного управления и ~риыенением их к задачам наведения по работам [7], [! б], [20].
Глава 3Л ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ НАВЕДЕНИЯ БР И ГЧ 3.1.1. Исходные понятия н определения Рассматриваемые ниже понятия теории наведения являются общимн лля широкого класса баллистических объектов - баллистических ракет, управляемых головных частей, ступеней разведения боевых блоков РГЧ и др. Охарактеризуен этн понятия применительно к задаче наведения баллистической ракеты, оснащенной неуправляемой моноблочной головной частью. Напомним, что в соответствии с изложенным в разд. 1 задача управления полетом БР состоит в выведении ГЧ на попадающую траекторию (т.е. траекторию свободного баллистического полета, проходящую через заданную точку цели) и обеспечении устойчивого полета БР на участке выведения.
При этом в соответствии с общими принципами управления двн:кеиием задача управления полетом БР рассматривается как совокупность двух взаимосвязанных задач-задачи наведения, заключающейся в формировании системой наведения программ управления движением БР на АУТ и выработки разовой команды на отделение ГЧ, при которых обеспечивается вывеление ГЧ на попадающую траекторию, и задачи слкгбилиэации, заключающейся в отработке сформированных системой наведения программ управления в каналах системы стабилизации, функционирующих как замкнутые системы автоматического регулирования.
Полагается, что вся информация о текущих параметрах движения ракеты, необходимая для функционирования систем наведения и стабилизации, получается с помощью инерциальной измерительной системы, принципы построения которой рассмотрены в разя. П. Перейдем к определению основных исходных понятий теории наведения. Прежде всего определим понятия програи1агулраатения, метод и атгаритм наведения. В соответствии с изложенным в п. !.1.6 лрограииани управлениябудем называть математические зависимости, определяющие желаемый (требуемый) закон движения ЛА, при котором обеспечивается достижение поставленной цели управления. Как будет видно из последующего изложения, программы управления движением БР и ГЧ могут иметь различный вид и выражаться как в форме залания требуемого закона 256 >зченения параметров управления. так и в форме залания требуемого акала изменения параметров движения ЛА.
Под ме>ладан наведения будем понимать руководящую идею, формулированную в виде некоторого правила, в соответствии с :оторыи осуществляется выработка программ управления движением > разовых команд наведения (в частности, кол>андь> на отделение ГЧ), аллое правило, выраженное в замкнутой математической форме, >ригодиойдля практической реализации в бортовой СЪ; будем называть м 'Оаниьиа>| нг>вгдвння. Всю совокупность методов наведения БР прина го подразделять на >вс группы в зависиьюсти от содержания принципа формирования >рограмм управления движением (или. короче.
прннш>па програь>ли>ро>ацця движения), реализуемого данным ь>стадом. Различают принципы »>езварительного и текущего программирования движения. > >рнн»иа нрвдварнгиеяьнага ираера>еинравання лвижения заключается > зом, что, как это видно из его названия, программы управления '»ормируются заблаговременно, до пуска БР, и в процессе полета не пменяются и не корректируются.
Таяне программы определяются для >оминальных (расчетных) условий полета БР и являются по своему :мыслу программами разомкну>нага ) правлен>св, так как обратная связь ю текущим параметрам движения в формировании программ управления >е участвует. Программы разомкнутого управления называются также з>свсияомп> гли врвнгнными програмь>али>, так как они выражаются в виде функций ;екушего времени полета.
отсчитываемого от момента пуска ракеты. Х:арактерной особенностью жестких программ управления является то, >то о>н> задают один и тот же закон движения ракеты вне зависимости зт возмущений, действуюш>гх на ракету в условиях реального полета. Принято говорить, что программы управления данного типа програмяшзую> движение по э>веси>ко>> и>равгаиарнн.
хотя реальная траектория .южет сильно отличаться от грограммной траектории вследствие зедствия возмущений, позтому данный термин не следует понимать >скеально. В рамках принципа предварительного программирования движения могут формироваться так назь>ввел>ь>е гидкнв или лира>м>ирнчегкцв программы. Независимой переменной в таких программах является не вземя. а тот или иной параметр движения ракеты. Чаше всего в качестве такого параметра выбирается проекция вектора кажущейся скорости рцкеть> на ее продольную ось >пи на вертикальную ось стартовой :истемы координат. Гибкие программы в номинальных условиях полета >т с.
без учета действия возмущений) тождественны жестким прогрея>х>ам в зом сл>ысле. что задают тот же закон движения. От;шчие гибких 257 программ от жестких проявляется в реальных условиях полета вследствие их зависимости от текущих параметров движения, подверженных влиянию возмущений. Поэтому закон движения ракеты, заданный параметрической программой, видоизменяется в реальных условиях полета в зависимости от уровня и характера возмущений. Принято говорить, что полет ракеты при применении параметрических программ осуществляется по гибкой траектории.
Преимущество гибких программ управления по сравнению с жесткими программами заключается в том, что их применение позволяет определенным образом сузить трубку возмущенных траекторий полета ракеты.Зтооблегчаетрешениезадачиучета ограннченийнадопустимые параметры движения БР и ГЧ, а также, при известных условиях, уменьшает методические ошибки навелеиия. Разовые команды навеления, формируемые в рамках принципа предварительного программирования движения, полразлсляются, как и программы управления, на два типа команд. Будем называть их прагралсино-времеинььми и функционаеьнььчи команлами. Моменты выдачи программно-временных команд определяются до пуска ракеты и жестко фиксированы во времени независимо от условий реального возмущенного полета.
Эти команды являются коиандачи разомкнутого управления. Совместно с другими временными командами они объединяются в циклограмму подготовки и проведения пуска ракеты. Функциональные команды управления формируются по принципу обратной связи и являются команламн замкнутого управления. Выдача этих команд осуществляется по признаку достижения некоторой управляющей функцией своего эаланного значения, определяелюго условиями пуска.
Типичным примером функциональной команды иавеления является команда на отделение ГЧ, формируемая с помощью баллистической управляющей функции, варианты построения которой рассмотрены в гл. 3.4. Моменты выдачи функциональных команд наведения зависят оттекущих параметров движения ракеты и в реальных условиях полета отличаются от своих номинальных значений вследствие действия возмущений. В связи с вышеизложенным обратим внимание читателя на следующее обстоятельство. В ряде учебников, тле затрагиваются вопросы построе-' ния СУ БР, встречается утверждение, что команлы на разделение ступеней ракеты, а таьоке команда на отделение ГЧ, которая формируется с помощью баллистической управляющей функции, являются командами разомкнутого управления и вырабатываются без использования обратной связи й Ц, с, 200; [Ю), с. 53).
Это утверждение неправомерно и противоречит самой сути принципа обратной связи — выработке управляющих возлейсгвий по информации о реальном состоянии объекта 258 равления, получаемой от измерительной системы. В частности, при ,равлении отделением ГЧ значения баллистической управляющей :нкции вычисляются в полете по текущей навигационно-измерительной ~формации (сл~., например, формулы (3 112), (3.132) и др), те. команда . отделение ГЧ формируется непосредственно в конт> ре обратной связи этносится но определению к категории команд замкнутого управления, Команды на отделение отработавших ракетных блоков и разделение упеней ракеты являются командами разомкнутого управления, если ,дача этих команда полете производится в заранее предопределенные эиеиты времени в соответствии с циклограммой пуска ракеты.
Если е эти команды формируются с помощью некоторой управляющей ,:нкции, то их следует отнести к категории команд замкнутого 1равления. Например, команда на отсечку тяги ДУ отработавшего 1ьетиого блока и отделение его от ракеты может формироваться па тиэнаку окончания компонентов топлива ло информации от размешаемх в баках датчиков уровня. На твердотопливных ракетах признаком ~герания заряда топлива служит понижение давления в камере сгорания гке определенного значения, поэтому команда на разделение ступеней зкеты может вырабатываться по информации о давлении в камере орания.
В обоих случаях команда на разделение ступеней формируется э измерительной информации о состоянии ракеты и является, ~сдовательно, командой замкнутого управления. Принци» текущего лрогралсиоровали» движения заключается в том, го программы управления определяются непосредственна в полете и орьшруются по принципу обратной связи, т.е. являются программами ~минутого управления. Разовые команды наведения вырабатываются этом случае так же, как команды замкнутого управления, и зляются, таким образом, функциональнымн командами. Принцип текущего программирования охватывает множество зэличиых методов наведения как баллистических ЛЛ, так и летательных тпаратов других типов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
