Разоренов Г.Н., Бахрамов Э.А., Титов Ю.Ф. Системы управления летательными аппаратами (2003) (1246774), страница 54
Текст из файла (страница 54)
При наведении по принципу текушего програлмшрования движения ~рограммы управления являются замкнутылш, чем обеспечивается :омпенсация возмушеиий непосредственно в контуре программировашя движения. Вследствие этого отпадает необходимость в программах правления движением центра масс ракеты и программы управления ,вдаются только для парамсгров углового движения: (3.14) 269 В данном случае программы управления формируются по принципу зоратной связи, поэтому независимой переменной в этих программах тужит ие время, а вектор х = (», О1 текуших параметров движения лакея ы.
Методы и алгоритмы формирования программ управления вида (3.14) рассмотрены в гл. 3,5 и З.б. Задание программы управления в углах таигажа и рыскания харалтерио дяя задач наведения оаллистических ракет, где основной улравляюшсй силой г тужит тяга двигательной установки, При наведении управляемых боевых блоков ив атмосферном участке траектории управление осушестнляется с помошью аэродинамических сил. В этих случаях удобнее задавать программы управления в тех угловых величинах, которыми определяются аэродинамические управляющие силы (в частности, подъемная и боковая силы), В зависимости от аэродинамической схемы УББ этими углами являются углы атаки и скольжения либо пространственный угол атаки и угол крена.
Таким образом, при управлении УББ возможны следующие варианты задания программ управления: а р(х), 1У'р(х), у~р(<) - О; (3.! 5) к'р(х), бар(г) я О, т<р(х). (3.16) Методы и алгоритмы формирования програл<м управления вида (3.! з) и (3,16) рассмотрены в гл. 3.7. В заключение отметим, что в отдельных случаях программы управления могут задаваться непосредственно в углах отклонений органов управления ЛА, Например, при управлении движением иа переходных участках траектории,где необхолнмо осуществить интенсивный угловой разворот ЛА (в частности, при угловых маневрах ступеней развелення), программные значения углов таигажа и рыскания могут изменяться ступенчато, однако переходные процессы в каналах снстемь< угловой стабилизации вследствие их конечной длительности могут не улоаяетворять требованиям по быстродействию, В этих условиях целесообразно выразить программу управления в виде соответствующего ступенчатого отклонения органа управления и осуществлять на переходных участках траектории непосредственную перекладку органа управления по заланной программе, чем будет обеспечено повышение быстродействия управления.
В качестве другого примера рассмотрим управляемое движение статически устойчивого осесимметричного УББ на атмосферном участке траектории. При значительных запасах статической устойчивости переходнь<ли< колебательными процессами, возникающими при перекладках аэродинамических рулей, можно пренебречь и выразить потребные значения углов отклонения рулей через программные значения углов атаки и скольжения с помощью балансировочных зависимостей.
В этом случае программы управления приобретают следующий вид: (3.17) (х)э бр (х)э т$ (<) Оэ 270 где б, и Ь вЂ” отклонения аэродинамических рулей по каналам тангажа и рысканйя (см. гл. 3.7). З.БЗ. Показатели качества методов наведения Вопрос объективной оценки своуютв того или иного метода наведения, его достоинств н недостатков, степени пригодности для управления движением ЛЛ конкретного типа ил~ест очевидное прикладное значение. Особенно акгуалсн этот вопрос в случае, когда производится сравнение нескольких методов между собой с целью выбора одного из них, облалаюшего лучшей совокупностью свойств. Для сравнительной оценки различных методов применяют следующие показатели качества методов наведения: ° методические погрешности наведениям ° показатели оптимальности управления при наведении; ° трудоемкость расчета полетного задания на пуск; ° трулоемкость реализации метода и алгоритмов наведения в бортовой системе управления.
Расслютрин содержание и дадим краткую характеристику этих показателей. Методические погрешности наведения. В соответствии с общими определениями,данными в п. 1.3.5, под методическими погрешностями метода наведения понимается условно независимая часть общего суммарного рассеивания ракеты, определяеллая методом наведения и оцениваемая среднеквадратичными отклонениями точек падения ГЧ по дальности и в боковом направлении от точки прицеливания. Методические погрешности наведения порождаются погрешностями математических моделей, описывающих полет БР и ГЧ, погрешностями моделей среды полета (атмосферы, гравитационного поля Земли), допускаемыми упрощениями математических зависилюстей, применяемых при расчетах программ управления и управляющих функций в алгоритмах выработки разовых команд наведения. Оценка методических погрешностей осуществляется лля типовых условий пуска БР с применением численных метолов молелиравания полета БР и ГЧ и методов статистического моделирования действия случайных возмущающих факторов.
Показатели отнмиазьноенш улравления при наведении. В теории управления оптимальность является важнейшим свойством, определяющим качество управления. Данное свойство оценивается по признаку экстремальности (максимальности или минимальности) некоторой критериальной функции, играющей роль показателя оптимальности. Ввиду того что при управлении лвижением ракет метод наведения 271 однозначно опрслеляег закон управления и форму траекторий полета, свойство оптимальности не~ода наведения тождественно оптичаль.
ности закона управления и оптим аль нос п~ соответствующих траекторий полета. Оптимальность управления при наведении БР чаше всего оценивается га знергетическочу критерию, который может выражаться в различной форме: как требование минимальности запаса топлива, необходимого для выведения заданной полезной нагрузки при пусках на заданную дальность, как требование лииш цельности времени полета ракеты на АЪ 1 при тех же ограничениях: как требование максимальностии дальности полета при заданном запасе топлива и заданной массе полезной нагрузки н лр.
(см. ]15]). Вопрос оценки показателей оптимальности метода наведения наиболее просто решается для принципа предварительного програ ммироваиия движения. так как в этом случае выбор программ управления существляется по критериям оптимизации, вследствие чего программы управления оптимальны по своему определению. В других методах наведения вопрос оценки степени оптимальности управления (т.с. степени близости программ )правления, формируемых данным моголом, к оптимальным программам) представляет собой самостоятельную задачу. решаемую.
если зто возможно. аналитически либо метолоч численного моделирования. В качестве количественного показателя, характеризующего степень оптимальности управления, может служить величина приращения критсриальной функции по отношению к ее экстремалыюму значению для типовых условий стрельбы (например, величина требуемого дополнительного запаса топлива, дополнительное время полета на ЛЪ'Т.
потери дш~ьиости полета по отношению к предельно достижимой дальности и т.п,), Трудоемкость расчета лолешного запилил на писк. Состав лаиных полетного зала ния во многом определяется методом наведения. поэтому трулогмкость расчета ПЗ может рассматриваться в качестве одного из показателей качества метала наведения. Наиболее употребительной мерой трулоемкости расчета ПЗ служ|п время. затрачиваемое на провеление расчетов всех данных лля настройки системы наведения ракеты перел пуском по заланной цели. Данное время зависит не только от метода наведения, но и ат производительности применяемых вычислительных срслств. поэтому ири сравнении различных методов наведения это время должно определяться по отношению к имевшемуся или типовому составу вычислительных средств.
Д..я ракет стационарного базирования с закрепленными точками прицеливания расчет полетного задания проводится заблаговременно. поэтому н линном случае время расчета полетэюго зада|шя ис является критическим показателем лля оценки качества метода повеления. Однако 7 7 э в ракет мобильного базирования, у которых расчет полетного задания ушествляется заново при изьшнгнии координат точки пуска. время счета ~ильь пересчета) полетного задания непосредственно влияет на ератпаность подготовки ракеты к пуску и поэтому является важной рактсристикой качества метала навеления. 'ьрудаамкость рептазайт.ььвь нада и авгорьи ь снов наведения в борльа вой ь'.
До эпохи появления борговых ЦВМ показатель трудоемкости ртовой реализации алгоритмов наведения относился к числу наиболее итических показателей качества метода наведения, так как системы равяения баллистических ракет строились иа элементах аналоговой хииь:и, что препятствовало применению сколько-нибудь сложных горитмов наведения. С появлением бортовых ЦВМ открылась возможность применения шее совершенных методов наведения, которые позвольши за счет яожнения бортовых алгоритмов уменьшить методические погреьцносги ведения и повысить оперативность расчета полетного задания. В ютояшее время трудоемкость бортовой реализации алгоритмов ьведения характеризуется потребными ресурсами бортовой ЦВМ бъемом памяти оперативного запоминаюшего устройства, количеством ьифььетических операций, выполняемых в цикле наведения, требуемым ьстролействнеи БЦВМ и др.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
