Понятие о контуре управления.

В радиосистеме управления летательный аппарат обязательно имеет ОС, без ОС невозможно выбрать сигнал рассогласовании. В результате в радиосистемы управления с ОС образует замкнутый контур управления. В системе РУ, в которой отсутствует ОС, называется телемеханической или системой однонаправленного действия. Типичный пример – радиовзрыватели.

В зависимости от режима работы контур управления различают режим следящего и корректирующего управления. Системы следящего РУ работают непрерывно. Контур корректирующего управления работает с прерыванием. Для синтеза и анализа систем следящего РУ применяются методы теории автоматического регулирования. При следящем РУ устройство, входящее в контур, называется звеном. Радиотехнические устройства называются радиозвеньями.

Каждое изменение звеньев контура описывается передаточной функцией. Наиболее простой случай, когда все контуры линейны. В этом случае практически всегда удается в явном виде установить связь между входными возмущениями и ошибкой наведения. Кроме того, если контур линейный, то удается оптимизировать структуры и параметры контура управления. Это делать необходимо. Ошибки управления складываются из двух составляющих:

• динамические ошибки за счет инерциальных свойств объекта;

• ошибки, обусловленные действием флуктуационных шумов.

ПП контура должна выбираться, чтобы минимизировать суммарную ошибку управления. В случае, когда контур управления не удается описать линейными званьями, а приходится оперировать нелинейными звеньями, аналитический анализ контуров управления становиться почти не возможен.

Системы координат, используемых в ру.

Перемещение трех объектов: летательный аппарат, цель и командный пункт часто описываются в неподвижной системе координат (в ДСК). За начало этой системы принимается произвольная точка земной поверхности. Одна ось направлена вертикально вверх, две других лежат в плоскости мест на горизонте. Если цент системы координат расположить на пункт управления, а оси оставить параллельными осям земной ДСК, то получим земную СК:

ОХ_зм У_зм Z_зм

Земная СК может быть связана со снарядом, либо с земным пунктом.

Земной ДСК соответствует сферическая земная СК. В этой СК положение объекта характеризуется:

• наклонной дальностью;

• углом места, азимута.

Она обозначается: ОХ_сн У_сн Z_{сн .}

Эта СК связана с корпусом снаряда. Начало этой СК расположено в центре масс снаряда. Ось Х совпадает с продольной осью снаряда. Ось У снаряда лежит в вертикальной плоскости симметрии снаряда и направлена вверх. Название вертикальной плоскости симметрии является условным. Эта плоскость совпадает с вертикальной плоскостью СК только при полете снаряда без крена. Положение связанной со снарядом СК относительно земной, т.е. ориентация снаряда в пространстве, характеризуется тремя углами: тангажа, курса, крена.

Углом тангажа называется угол между осью снаряда Х_сн и горизонтальной плоскостью земной СК.

Курсовой угол – угол между проекцией оси снаряда на горизонтальной плоскости и оси Х земной СК.

Угол крена – угол между осью У снаряда и вертикальной плоскостью, которая содержит ось Х_сн.

Существует скоростная СК: ОХ_ск У_ск Z_{ск .}

Она связана с вектором скорости снаряда. Центр этой СК совмещен с центром масс снаряда. Ось Х снаряда направлена вдоль вектора скорости, ось У лежит в вертикальной плоскости. Положение скоростной СК относительно земной характеризуется двумя углами: Углом наклона траектории снаряди и углом отклонения траектории снаряда.

Угол отклонения траектории снаряда – это угол между проекцией вектора скорости на горизонтальную плоскость и осью Х земной СК.

Угол наклона траектории – угол между вертикальной скоростью снаряда и горизонтальной плоскостью. Взаимное положение в скоростной и связанной СК характеризуется углами атаки и скольжения.

Угол атаки - угол между проекцией вектора скорости на вертикальную плоскость симметрии снаряда и осью Х_сн.

Угол скольжения – угол между вектором скорости снаряда и вертикальной плоскости симметрии снаряда.

При изучении динамики движения тела пользуются инерциальной СК. Такая СК находится либо в состоянии покоя, либо в состоянии равномерного прямолинейного движения относительно абсолютно неподвижного пространства.

Неподвижная земная СК из-за движения земли не является инерциальной. Учет нелинейности для космических аппаратов обязательно. При управлении беспилотным летательным аппаратом с неинерциальностью не считаются. На борту движущегося объекта, не вращающегося относительно мирового пространства СК, реализуется с помощью системы гироскопа. При рассмотрении систем РУ пользуются понятием исполнительной, командной, измерительной СК.

В измерительной СК определяются параметры движения: дальность, угловые координаты и т.д. Эти координаты определяются как для цели, так и для снаряда. Начало этой системы совмещают обычно с местами расположения средств визирования. При измерении координат объекта относительно земной поверхности оси измерительную СК совмещают с этим направлением. Команды управления вырабатываются и передаются в командную СК. Используются эти команды в исполнительной СК: ОХ_ω У_ω Z_{ω .}

Ось У и Z исполнительной СК совпадает с составляющими поперечного центра снаряда, которые создаются при работе органов управления. В идеальной системе РУ оси измерительной, командной, исполнительной СК должны быть параллельными. На практике из-за погрешности происходит скручивание СК.