Воронов Е. М. Методы оптимизации управления ММС на основе стабильно-эффективных игровых решений (2001) (1264203), страница 84

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

Текст из файла (страница 84)

Положение точек Ц и Р определяется в сферическойсистеме координат: r – наклонная дальность; ϕ – угол места; χ – азимут.Координаты r , ϕ , χ определяют относительное положение точки прицели и ракеты (Р). V – скорость Р; Θ, Ψ – углы наклона и поворотавания (Ц)Исследование стабильности, эффект. и элементов СТЭК. Часть IV464траектории Р. Предполагается, что наведение Р осуществляется в точку Ц,совпадающую с ДИИ, двигающимся в горизонтальной плоскости вокругРЛС. Vи – скорость Ц; Ψ и – угол поворота траектории Ц. При этом поло , вообще говоря, не совпадают. Вектор управляющихжения точек Ц и Цпараметров q1 подсистемы РЛС–ДИИ состоит из следующих компонент:Dвых – дальность выключения РЛС; ωи , Rи – угловая скорость и радиусокружности, по которой движется точка Ц вокруг РЛС. Вектор управляющих параметров q 2 подсистемы ПРР: K к – коэффициент передачи чув-ствительного элемента КЦ в горизонтальном и вертикальном каналах; K у– коэффициент передачи корректирующего фильтра УВК в горизонтальном и вертикальном каналах.

Развернутое описание, учитывающее рядособенностей системы РЛС–ДИИ–ПРР, будет дано ниже.K = {K1,K2}K1и : R ( t ) , PобнK 2и : R ( t ) , JK1д : Dвых , Rи , ωиK 2д : K y , K кРЛС ДИИЦКЗVиΨиχиr, ϕ, χr , ϕ , χКЦuk1, uk2УВКuн1, uн2ССV, Ψ, ΘРис. 10.27. Укрупненная функциональная схема системы РЛС–ДИИ–ПРРВекторный показатель.

Характеризует эффективность функционирования подсистем, входящих в исследуемую систему. Структура 1 изображена на рис. 10.27, где R (T ) – промах относительно РЛС; Pобн – вероятность обнаружения РЛС воздушных целей; I – качество отработки типовойначальной ошибки прицеливания ПРР. Детально вид перечисленных показателей будет рассмотрен ниже.Коалиционная структура. В рассматриваемой технической задаче коалиционная структура характеризует две коалиции (подсистемы): 1-я коалиция – РЛС с ДИИ, 2-я коалиция – ЛА-носитель – СУ ПРР. При этомпервая коалиция интересов объединяет показатели: промах ПРР относительно РЛС (необходимо максимизировать) и вероятность обнаруженияРЛС воздушных целей (необходимо максимизировать).

Вторая коалицияинтересов объединяет показатели: промах ПРР относительно РЛС (но егоГлава 10. Исследование конфликтной ситуации на основе СТЭК465уже требуется минимизировать), качество отработки типовой начальнойошибки прицеливания ПРР (необходимо минимизировать), χ – начальныеусловия пуска ПРР (необходимо обеспечить).YцYцYзYψPZVц = VиrXVϕθϕψиrχχX цXцXзχиRиZ цZзZцωРис. 10.28.

Геометрические связи ПРР (Р) и ДИИ (Ц)Более детальное описание конфликтной ситуации РЛС–ДИИ и ЛАноситель СУ ПРР, как известно [113, 143, 182, 214, 257], требует учетаконкретных динамических свойств моделей систем. Поэтому далее рассматривается модель динамического режима защиты РЛС от ПРР с помощью ДИИ. Так как переключение РЛС и ДИИ вызывает перерыв информации, то динамическая модель СУ ПРР имеет вид пространственной комплексированной системы самонаведения (ССН) с инерциальной навигационной системой (ССН 1 ) или с пролонгатором (ССН 2 ) [182, 214].Поэтому далее рассматриваются модели комплексированной ССН двухвидов, используемых в расчетах.После более детального описания вектора показателей данной конфликтной ситуации в [54] приводятся результаты исследования динамического режима защиты РЛС от штатного ПРР «HARM».

Определяются параметры эффективного режима, удовлетворяющие техническим требованиям и обладающие максимальной степенью равновесия (СТЭК-8). Даетсясравнительный анализ двух видов комплексирования ССН. В данном разделе на основе СТЭК-9 исследуется эффективность противодействия вусловиях взаимной неопределенности параметров и предпочтений конфликтующих систем. В пространстве показателей и управляющих воздействий строятся области с диапазонами их значений, сочетающих свойствастабильности и эффективности в зависимости от степени конфликтностипоказателей.466Исследование стабильности, эффект. и элементов СТЭК.

Часть IVДинамические модели РЛС–ДИИ и комплексированной ССН ПРР.При построении двухканального контура наведения ПРР основные каналынаведения предполагаются идентичными, что характерно для осесимметричных ракет с нормальной аэродинамической схемой [143]. На рис. 10.29изображена структурная схема ССН, комплексированной с ИНС (ССН 1 ).В ее составе условно можно выделить следующие блоки.Рис. 10.29.

Структурная схема ССНБлок 1 – координатор цели (КЦ) (см. рис. 10.29). В его структуре учтены следующие основные элементы.Чувствительный элемент КЦ с коэффициентом передачи K г .Датчик момента и гиростабилизатор с передаточной функциейWг ( S ) = K г K д S ,=K г 1 H , H − кинетигде K д – коэффициент передачи датчика момента;ческий момент гироскопа гиростабилизатора.Нелинейный элемент f1 с насыщением (рис. 10.30в). Ограничиваетвходной сигнал чувствительного элемента КЦ ε и тем самым учитываетГлава 10. Исследование конфликтной ситуации на основе СТЭК467эффект стробирования. Позволяет с помощью логического блока после потери цели осуществлять поворот оси координатора в направлении линии (рис.

10.27, 10.28).визирования точки прицеливания ЦС помощью блока 2 и логического блока (см. рис. 10.29) моделируетсяформирование идеального программного сигнала наведения uk ( t ) , по которому осуществляется наведение ракеты в точку прицеливание Ц послепотери цели координатором. Логический блок организует последовательную работу блоков 1 и 2, а также формирует координаты точки прицеливания Ц.

Уравнения логического блока рассматривается ниже.абвРис. 10.30. Нелинейные элементыУстройство выработки команд (УВК). Содержит следующие структурные элементы.Корректирующий фильтр нижних частот с передаточной функциейKy.WФ ( S ) =TФ S + 1Коэффициент передачи K у определяет «навигационную константу» взаконе пропорционального наведения.Нелинейный элемент f 2 (рис. 10.30б) с насыщением, ограничивающийнормальные перегрузки ракеты.Система стабилизации (СС) (ЛА с автоматом стабилизации). Широкоиспользуется упрощенная аппроксимация СС в виде динамического звена2-го порядкаKWC ( S ) = 2 2 C.TC S + 2ξTC S + 1Отметим, что при использовании различных схем автоматов стабилизации эта аппроксимация сохраняет свою форму [143].Функционирование комплексированной ССН, изображенной нарис.

10.29, описывается системой нелинейных дифференциальных и алгебраических уравнений (10.41) – (10.46) (индекс 1 соответствует каналунаправления, индекс 2 – каналу высоты). ε1 ≤ εm ;Если то включен блок 1: ε2 ≤ εm ,468Исследование стабильности, эффект. и элементов СТЭК. Часть IVTФui + ui =K y uki ;+ 2ξTc jHi + jHi =K c uHi ;=V Ψ jH 1=; V θ jH 2 ; ; j , i 1, 2. =c k K г K д u=K г K=K1kдuk2Tc2 jHi( )=uki u=f 2=( ui ) , i 1, 2.ki ; uHiИначе включен блок 2:TФui + ui =K y uki ;ε i′ = f1 ε i ; uki = K k ε ′ii ;(10.41)(10.42)+ 2ξTc jHi + jHi =K c uHi ; j ;= j ;(10.43)VΨ=H1 V ΘH2=c k K 2uk 1;=j k k2uk 2 ; , ) ; i 1, 2,  k K г K==( c k Kг K∂ u=∂uk1 ) ; ( jk2ε i′= f1 ( ε i ) ; ε i′= f1 ε1 ;(10.44)uki =k1ε1′ ; uki =K k ε ′i ;=u ki u=f 2=( ui ) , i 1, 2, ki ; uHiгде выражения (10.43), (10.44) в скобках вычисляются, но не используются, когда включен блок 2.Физический смысл переменных, используемых в (10.41) – (10.44), раскрыт на рис.

10.29. Движение ПРР относительно земной системы координат OX з Y з Z з описывается системой кинематических уравнений:x= V cos Θ cos Ψ; (10.45)=y V sin Θ;z =−V cos Θ sin Ψ, Tc2 jHi(R=(x(2( )))+ y2 + z2)12,(10.46)где V – скорость ПРР; Θ, Ψ – углы наклона и поворота траектории; R –мгновенный промах ПРР относительно начала координат O (см.рис. 10.28, 10.29).Наведение ПРР на РЛС с ДИИ осуществляется следующим образом.Противодействие рассматривается на интервале [t0 , T ] , где T – моментпадения ПРР. На интервале [t0 , tвык ] ∈ [t0 , T ] наведение осуществляется наГлава 10.

Исследование конфликтной ситуации на основе СТЭК469работающую РЛС. В момент tвык < T РЛС прекращает работу с одновременным включением ДИИ в имитирующем режиме. ДИИ движется в горизонтальной плоскости вокруг РЛС с угловой скоростью ω и по окружностирадиуса R и . В момент Т падения ракеты РЛС включается снова. Кинематические уравнения, описывающие движение наземной цели (точки Ц) относительно земной системы координат, имеют вид:t < tвых или t > T , то xЦ =zЦ =Если0; =Иначе: xЦ RИ cos ( c0 + ωn ( t − tвык ) ) ;zЦ = − RИ sin ( c0 + ωn ( t − tвык ) ) ,χ0 − начальная фаза ДИИ.Относительное расположение Р и Ц предлагается описывать системойалгебраических уравнений:r=(( x − xЦ)2+ y + ( z − zЦ )2)12 2,ϕ =arcsin ( y r ) , z − zЦarctg  − x − xЦ z − zЦarctg − x − xЦc = z − zЦarctg  − x − xЦ z − zЦarctg  − x − xЦ(10.47)(10.48) x − xЦ > 0;если  z − zЦ > 0, x − xЦ > 0;если  , z − zЦ < 0,(10.49) x − xЦ < 0; − π, если  z − zЦ > 0, x − xЦ < 0; + π, если  z − zЦ < 0,ε1 = c − c K ; ε2 = ϕ − ϕ K ,где ε1 , ε 2 – углы между линией визирования цели и осью КЦ в соответствующих каналах.Если ε1 ≤ εm ;(10.50) ε2 ≤ εm ,тоx Ц = xЦ ; zЦ = zЦ ; r = r; ϕ = ϕ; ,χ =χ; ε1 =ε1; ε 2 =ε2 ; ε1 =ε 2 =0 .Интегрирование на шаге закончить.(10.51)Исследование стабильности, эффект.

Характеристики

Список файлов книги