Пупков К.А. Элементы теории систем управления летательными аппаратами (2015) (1246990), страница 10

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

Текст из файла (страница 10)

3.14. Функциональная (а) и структурная (б) блок-схемы каналастабилизации угла кренаНепосредственно измеряемыми выходными переменными являются угол крена  и проекция  x вектора угловой скорости.Угол крена  измеряется с помощью ГСП, а проекция  x вектора угловой скорости — датчиком угловой скорости.Результаты измерений поступают в бортовой вычислитель,который обрабатывает их в соответствии с алгоритмами управления и генерирует на привод реактивных двигателей малой тягикомандный сигнал управления u3.Структура алгоритма управления движением ракеты по каналукрена имеет следующий вид (рис.

3.14, б):u3    K1 (t )  K 2 x  .На рис. 3.15, а показано изменение ошибки стабилизации поуглу крена  ГСП (t ) вследствие дрейфа ГСП, а на рис. 3.15, б —73Рис. 3.15. Результаты имитационного моделирования канала управления по углу кренаизменение составляющей ошибки стабилизации угла крена M x (t ), обусловленной влиянием возмущающего моментаM x , который возникает при работе маршевого двигателя вследствие наличия линейного или углового эксцентриситета тяги.Видно, что система управления компенсирует влияние возмущающего момента с некоторой, стремящейся к постоянному значению, составляющей ошибки управления по крену. График изменения управляющего ускорения  x по каналу крена приведенна рис.

3.15, в.3.4. Характеристики точности системы управленияракеты-носителя методом статистического моделированияХарактеристики точности САУ определяются не только реализуемыми алгоритмами управления и их параметрами, но имножеством возмущающих факторов и воздействий. В этом слу74чае оценка точности в аналитической форме оказывается либоочень сложной, либо невозможной. Поэтому в практике проектирования и исследования САУ широкое применение нашли статистические методы оценки характеристик точности САУ.Качество работы спроектированной САУ РН можно оценитьпо значению промаха.

Для этого используют методы имитационного моделирования САУ с учетом случайным образом генерируемых возмущающих факторов и воздействий с последующейстатистической обработкой полученных результатов. Значениепромаха определяют с заданной доверительной вероятностью,которая характеризует степень надежности выполнения функцийуправления с учетом множества возмущающих факторов.Значение промаха может быть вычислено в скалярном виде:22L   x  tк   xц    y  tк   yц    z  tк   zц 2или как вектор, компонентами которого являются проекции вектора промаха на оси базовой системы координат: x  tк   xц L   y  tк   yц  ,z t z   к ц где x  tк  , y  tк  , z  tк  — координаты, характеризующие положение РН в конечный момент времени наведения; xц , yц , zц — координаты, характеризующие пространственное положение цели.На рис.

3.16, а, б представлены траектории продольного и бокового движения РН, построенные по результатам статистическогомоделирования канала управления движением РН в соответствующих плоскостях. В процессе моделирования в качестве случайныхфакторов принимали значения начальных условий, случайный характер изменения которых обусловлен конечными значениями погрешностей вывода на начальном (активном) участке движения РН.На рис. 3.16, в показано распределение значений координатвектора промаха относительно координат цели на плоскостиXOZ инерциальной системы координат.75Рис.

3.16. Результаты статистического моделирования САУ РНв плоскостях XOY и XOZПриведем основные соотношения, которые можно использоватьпри обработке результатов статистического моделирования САУ.Если промах выражается скалярной величиной, то математическое ожидание, характеризующее его систематическую составляющую, определяется по формуле (1.8).Дисперсия промаха, характеризующая степень рассеяния егозначений, и стандартное, или среднее квадратическое, отклонение могут быть получены из соотношений (1.9) и (1.10) соответственно.На основе результатов моделирования можно вычислить вероятностные характеристики промаха на терминальном участкенаведения.

Так, вектор промаха РН x  tк   xц ,L   z  tк   zц а его математическое ожидание76m XZ 1N X NZiXjZ WXZ  xi , z j  ni n j .i 1 j 1Важными вероятностными показателями точности САУ РНявляются параметры эллипсов рассеяния, характеризующих точность САУ, а также вероятность поражения цели.На рис.

3.17, а представлена гистограмма вероятностногораспределения промаха, построенная по результатам статистического моделирования канала управления движением РН, а нарис. 3.17, б, в — распределение случайных значений координатвектора промаха относительно координат цели на плоскостиXOZ инерциальной системы координат, а также эллипсы рассеяния, характеризующие значения доверительных вероятностейPL  0,99 и PL  0,95 соответственно.Рис.

3.17. Результаты статистического моделирования САУ РН в плоскости XOZ77Приведенные результаты показывают, что проектированиеСАУ РН представляет собой сложную научно-техническую проблему, требующую решения целого спектра задач:формирования функционального «облика» САУ;определения необходимого для реализации алгоритмовуправления состава измерений;структурно-параметрического синтеза алгоритмов управления;получения методами имитационного моделирования статистических оценок характеристик точности и динамических параметров САУ с учетом влияния различных источников неопределенностей, а также внешних возмущающих воздействий.ЛИТЕРАТУРА1.

Высокоточные системы самонаведения: расчет и проектирование.Вычислительный эксперимент / К.А. Пупков, Н.Д. Егупов, Л.В. Колесников и др.; под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова. М.: Физматлит, 2011.512 с.2. Разыграев А.П. Основы управления полетом космических аппаратов. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1990. 480 с.3. Лысенко Л.Н.

Наведение и навигация баллистических ракет. М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 669 с.4. Пупков К.А. Моделирование и испытание систем автоматическогоуправления. М.: РУДН, 2014. 114 с.ОГЛАВЛЕНИЕПредисловие .............................................................................................Глава 1.

Системы автоматического управления движениемлетательных аппаратов ............................................................................1.1. Общие принципы построения систем самонаведения ............1.2. Исследование динамических особенностей автоматауправления нормальными перегрузками .................................1.3. Математические модели контура самонаведения ...................1.4. Исследование процессов самонаведения методамиимитационного моделирования ................................................1.5. Оценивание точности систем самонаведения ............................34411142229Глава 2. Системы автоматического управления относительнымдвижением космических аппаратов на этапе причаливания ...............

352.1. Уравнения относительного движения космическогоаппарата ...................................................................................... 352.2. Модели измерения параметров контура управлениякосмическим аппаратом ............................................................ 42Глава 3. Системы автоматического управления движениемракеты-носителя .......................................................................................3.1.

Принципы формирования контура управления ракетыносителя ......................................................................................3.2. Математическая модель ракеты-носителя как объектауправления ..................................................................................3.3. Каналы управления движением ракеты-носителя .....................3.4. Характеристики точности системы управления ракетыносителя методом статистического моделирования ...............4747576574Литература ................................................................................................ 7879Учебное изданиеПупков Константин АлександровичШахназаров Григорий АлександровичЭлементы теории систем управлениялетательными аппаратамиРедактор Е.Н.

СтавицкаяКорректор Л.В. ЗабродинаХудожник А.С. КлюеваКомпьютерная верстка А.Ю. УраловойОригинал-макет подготовленв Издательстве МГТУ им. Н.Э. Баумана.В оформлении использованы шрифтыСтудии Артемия Лебедева.Подписано в печать 17.09.2015. Формат 60×90/16.Усл. печ. л. 5,0. Тираж 200 экз. Изд.

№ 141-2014. ЗаказИздательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1.e-mail: press@bmstu.ruwww.baumanpress.ruОтпечатано в типографии МГТУ им. Н.Э. Баумана.105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1.e-mail: baumanprint@gmail.com.

Характеристики

Список файлов книги