Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

Титульный лист, содержащий название предмета, номер и название работы, фамилии студента и преподавателя;

- цель работы;

- схему моделирования с указанием всех коэффициентов передаточных функций;

- результаты моделирования при статическом положении цели;

- вычисленное значение максимально допустимой дисперсии шума;

- максимально допустимую угловую скорость цели.

Контрольные вопросы

1. Принципы работы системы радиотеленаведения;

2. Состав контура наведения и назначение основных звеньев;

3. Модель измерительного звена ;

4. модель звена формирования команд в системе РТН;

5. Модель кинематического звена.

Лабораторная работа №3

Моделирование контура самонаведения при наведении методами погони и прямого наведения.

Цель работы: исследование характеристик контура самонаведения и оптимизация параметров с целью достижения максимальной точности.

Задачи исследований:

1. Составить модель контура самонаведения, используя характеристики звена УО-АП, полученные в работе №1.

2. Провести оптимизацию контура по критерию минимизации промаха.

3. Исследовать характеристики контура при различных ракурсах пуска.

Основные теоретические сведения

Самонаведением называется такой способ радиоуправления, при котором на борту УО измеряются параметры движения цели и формируются команды управления.

В зависимости от места расположения первичного источника электромагнитного излучения различают активные, полуактивные, пассивные и комбинированные системы самонаведения.

Структура контура наведения не зависит от типа системы и определяется методом наведения. Для самонаведения характерны следующие методы наведения:

- прямое наведение;

- метод погони;

метод пропорционального наведения (пропорциональной навигации);

метод параллельного сближения.

В методе прямого наведения выполняется требование о совмещении линии визирования с продольной осью УО, т.е. информационным признаком является угол  между линией визирования цели и продольной осью УО (рис.3.1а). Угол линии визирования  вырабатывается кинематическим звеном, а угол продольной оси  берется из модели УО-АП.

В методе погони информационным признаком является рассогласование между линией визирования и вектором скорости УО. Угол вектора скорости отличается от угла продольной оси на угол скольжения (атаки) . Определение угла вектора скорости напрямую невозможно, поэтому команда управления вырабатывается путем добавления к углу  между осью антенны и продольной осью УО, определяемому пеленгатором, угла скольжения , определяемого флюгерным датчиком. Поэтому в звено выработки команд добавлен сумматор и преобразователь угол-напряжение с коэффициентом передачи, равным К_m.

Измерительным звеном является радиопеленгатор, который может быть неподвижным (совмещенным с продольной осью ракеты), либо подвижным (следящим), стремящимся совместить ось антенны с линией визирования. Будем рассматривать систему со следящим пеленгатором. В данном случае информационным признаком будет угол  между продольной осью ракеты и осью антенны, формируемый датчиком угла (ДУ), преобразующим угол рассогласования в напряжение U_к. В состав пеленгатора входит силовой привод (СП), обладающий инерционностью, в результате чего при определении угла  будет наблюдаться динамическая ошибка . Модель пеленгатора может быть представлена моделью рис.3.2 б.

б)

Модель звена УО-АП аналогична модели, исследуемой в работе 1.

Модель кинематического звена составим из геометрических соотношений рис.3.2.

Будем рассматривать движение УО и цели в стартовой системе координат. Будем считать, что УО и цель движутся равномерно со скоростями V_р и V_ц с курсовыми углами _р и _ц соответственно. Спроецируем скорости УО и цели на линию визирования и нормаль к ней. Проекция скоростей на линию визирования дает относительную скорость движения, которая может быть представлена как производная вектора дальности r. Поскольку УО и цель непрерывно сближаются, величина будет всегда отрицательной. Тогда будет иметь место соотношение

(3.1)

Проекция скоростей на нормаль к линии визирования позволяет записать уравнение для угловой скорости . С учетом проекций, получим

. (3.2)

Соотношения (3.1), (3.2) составляют систему уравнений, описывающих кинематическое звено. Схема, реализующая ее решение, входит в состав схемы моделирования рис.3.3.

Модель звена выработки команд зависит от метода наведения. Для метода прямого наведения это может быть безынерционное звено с коэффициентом передачи К_т. Контур управления для метода погони аналогичен контуру управления для прямого наведения и отличается только наличием блока К_m. Для унификации модели переход от метода погони к прямому наведению может осуществляться путем задания К_m = 0.

Метод прямого наведения характерен тем, что при приближении УО к цели резко возрастает угол атаки, а следовательно, перегрузка УО. Теоретически возрастание потребной перегрузки возможно до бесконечности. Это приводит к сходу УО с кинематической траектории и образованию большого промаха, т.е. метод может работать до определенного расстояния до цели, определяемого скоростью сближения. Данный метод применим только при малых скоростях УО и цели.

Метод погони также обладает свойством возрастания перегрузки при приближении к цели, зависящей от ракурса стрельбы. Так, прямое попадание ракеты возможно только при движении ракеты точно навстречу или точно в хвост цели. Причем, траектория, располагающаяся в передней полусфере (при q=), является неустойчивой, т.е. при небольшом отклонении ракеты от нее угол q начнет монотонно изменяться, пока не примет значения, равного нулю.

Полная схема моделирования представлена на рис.3.3.

В состав кинематического звена входят блоки Trigonometric Function 0..3, пять умножителей Product 0..4, интеграторы Integrator, Integrator2 и два сумматора. В состав измерительного звена входят два сумматора и инерционное звено Transfer Fcn1. Модель звена выработки команд состоит из сумматора и блоков Gain4, Gain2. С помощью блоков Gain1, Derivative1, Product5 измеряется перегрузка УО. Блок Gain6 служит для преобразования угла линии визирования из радианной меры в градусную, а блок Gain – для преобразования курсового угла цели из градусов в радианы. Введение последних двух блоков позволяет повысить удобство задания и считывания информации.