Радиолокационные измерители дальности и скорости by Саблин В. Н. (z-lib.org) (852905), страница 55
Текст из файла (страница 55)
5.5.1, целесообразно провести ееанализ для заданных тактических ситуаций. Некоторые общиесвойства комплексного измерителя заключаются в следующем.1. Коэффициенты усиления (5.5.4) комплексного измерителяслабо зависят от угловой скорости вращения линии визированияцели ©дв, поэтому при расчете их значений можно положить в(5.5.5) ©лв^О. При этом в установившемся режиме коэффициентыусиления измерителя постоянны.2. При G„ v -> оо комплексный измеритель трансформируется вавтономный измеритель дальности с астатизмом третьего порядкакак по структуре, так и по оптимальным значениям коэффициентов усиления.3.
В диапазоне реальных значений спектральных плотностей аддитивных шумов наблюдения GHffl=2-200 м2с, G„ v= 0,005-1 м2с*3,и параметра Ov=1 -40 00 0 м2с 5, характеризующего интенсивностьрывков цели, без заметной потери точности измерений можно положить Кз=0, К5=Ю, т.е. сигнал ошибки по дальности практическине влияет на характеристики оценки скорости и ускорения. Такимобразом получаем, что, действительно, в комплексном измерителеможно выделить алгоритм оценивания скорости сближения, который по своей структуре характерен для измерителя скорости скомпенсацией динамических возмущений, обусловленных вращением линии визирования цели и собственного ускорения носителя(см.
(5.3)).4. Для значений параметров тактической ситуации, указанных вп. 3, можно полагать к2=1, а к ^ О , 1-0,2 с 1. Таким образом, дляполучения оптимальной оценки дальности целесообразно использовать сигналы ошибок по дальности и скорости с практически независящими от параметров тактической ситуации весовыми коэффициентами, что удобно с точки зрения практической реализации.Физически данное свойство можно объяснить тем, что интенсивность шума в эквивалентном наблюдении скорости (5.1.14) достаточно мала, так что оценка дальности становится нечувствительной (инвариантной) к интенсивности шума в дальномерных наблюдениях и к интенсивности рывка цели.
В пределе приGHV -> 0 мы имели бы абсолютно точное измерение скорости(Zv=V), простое интегрирование которой дало бы точную дальность(вне зависимости от интенсивности шума в дальномерных наблюдениях и интенсивности рывка цели). Этот тезис подчеркивает тотфакт, что при оценке дальности необходимо использовать сигналошибки по скорости, т.е. сигнал с выхода частотного дискриминатора.Учитывая приведенные свойства комплексного измерителя, ипереходя от линеаризованной схемы рис.
5.5.1 к схемам реальнойобработки радиосигнала (используя методику, описанную в §1.5),получаем следующую структуру комплексного измерителя (рис.5.5.2).Рис. 5.5.2.Выше были рассмотрены аналоговые комплексные измерители, так как их анализ более нагляден и легче проводится математически. Все сформулированные положения для аналоговых измерителей полностью переносятся на дискретные комплексные измерители. Уравнения дискретного комплексного измерителя имеютвидДк+1 = Д8>к+1 + К1дидд,к+1 + «2д»д V,k+1.Д(°)=До;vk+1=va>k+1+ к3дидд>к+1 + к4(Диду>к+1,У(0)=До; (5.5.6)где идд к+1, иду>к+1 - дискретные отсчеты на выходах временного ичастотного дискриминаторов.
Коэффициенты усиления к^, i = 1,6дискретногоизмерителяпричастотеобработкиинформацииf A = 1/Тд > 60 Гц могут быть определены как к^-к^Тд, i = 1,6, гдещ - коэффициенты усиления аналогового измерителя.Во всех рассмотренных комплексных измерителях, в том числе и дискретном (5.5.6), есть два дискриминатора: временной ичастотный, на вход которых поступает один и тот же радиосигнал.В принципе каждый из дискриминаторов может строится независимо, как это описано в гл.
3. Однако при реализации цифровыхдискриминаторов ряд проводимых операций являются общимидля двух дискриминаторов, поэтому целесообразно рассматриватьих совместно (как к о м б и н и р о в а н н ы е частотно-временные дискриминаторы, см. §3.5).ГЛАВА 6. ОЦЕНИВАНИЕ ДАЛЬНОСТИ И ЕЁПРОИЗВОДНЫХ В МНОГОКОНТУРНЫХДАЛЬНОМЕРАХНедостатки рассмотренных выше измерителей дальности и еепроизводных обусловлены одноконтурным принципом их построения.
В одноконтурных системах чувствительный элемент (дискриминатор), устройство формирования оценок (фильтр) и исполнительный орган (генератор следящих стробов или управляемый гетеродин) включены последовательно. При таком их взаимодействии условия достижения высокой точности противоречат условиямхорошей устойчивости. Кроме того, достаточно часто оцениваемыезначения дальности и скорости снимаются с исполнительных устройств, что неизбежно приводит к увеличению динамическихошибок и затягиванию переходных процессов, предопределяя время отработки ошибок захвата интервалом 1 ,5 -3 с.
В то же времяпоявление на вооружении ряда стран сверхманевренных самолетов[5] предъявляет существенно более жесткие требования к точности, быстродействию и устойчивости систем автосопровождения,которым не в состоянии удовлетворить одноконтурные следящиеизмерители. Интенсивное маневрирование приводит к появлениюв отслеживаемой дальности производных, порядок которых превышает порядок астатизма сущ ествующих следящих систем.
Следствием этого является нарастание динамических ош ибок, и, в конечном счёте, срыв сопровождения.Одним из способов, позволяющим разрешить противоречиямежду точностью и устойчивостью сопровождения, является использование многоконтурных следящих систем, впервые предложенных Меркуловым В.И .. В них требования точности и устойчивости обеспечиваются различными контурами, реализуя высокиепоказатели системы в целом. Одним из перспективных направлений синтеза многоконтурных систем является использование математического аппарата СТОУ, позволяющего получить алгоритмыфункционирования следящих измерителей, совместно наилучшихпо точности и экономичности в условиях реальных ограниченийна величину управляющих сигналов и быстродействие исполнительных органов (см. §§ 1.10- 1 .12).Рассмотрим принцип построения многоконтурных следящихизмерителей дальности и её производных на примере синтезакомплексного измерителя дальности и скорости сближения (ИДС).Далее будут не только изложены особенности построения иработы многоконтурных квазиоптимальяых дальномеров, но и обращено внимание на основные этапы синтеза алгоритмов ихфункционирования.Будем полагать, что синтезируемый ИДС, функционирующийв составе бортовой РЛС самолёта, предназначен для информационного обеспечения существующих и перспективных методов наведения летательных аппаратов с комбинированными системамиуправления на интенсивно маневрирующие цели.
Он должен будетс высоким быстродействием устойчиво формировать высокоточныеоценки дальности, скорости сближения и ускорений во всем возможном диапазоне их изменения при сопровождении сверхманевренных объектов.Следящая система ИДС будет синтезироваться при следующихдопущениях:для подсвета цели используется квазинедрерывный сигнал,который накапливается в процессе первичной обработки;частота повторения импульсов, обеспечивающая попаданиеотраженных сигналов в зону прозрачности, выбирается алгоритмическим способом (§4.2) и непосредственно не влияет на работуследящей системы;селекция сигналов по времени запаздывания и доплеровскойчастоте осуществляется с помощью УРС и генератора опорной частоты (ГОЧ);время работы ИДС заранее не определено и является случайной величиной;к каналу оценивания дальности и скорости не предъявляетсяособых требований к точности в момент окончания функционирования.Последние два допущения предопределяют использование впроцедурах синтеза нетерминальных функционалов, среди которых наиболее известными являются локальный (1.11.9) и интегральный (1.9.9), в котором не учитывается первое слагаемое.Ниже будет выполнен синтез дальномерных каналов, основанныйна минимизации различных функционалов качества.В общем случае алгоритмы СТОУ дают возможность получитьмногомерный дискриминатор в рамках синтеза следящего измерителя [34].
Однако такой подход, позволяя повысить точность оценивания на единицы процентов, приводит к настолько существенному усложнению алгоритмов функционирования, что становитсявесьма проблематичным вопрос их практической реализации. Усложнение обусловлено тем, что в таком случае приходится использовать алгоритмы нелинейной оптимальной фильтрации. Этиалгоритмы требуют вычисления коэффициентов усиления невязокна каждом цикле, так как эти коэффициенты зависят от текущихоценок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
