Проектирование систем наведения радиотехнических и оптических комплексов. Ч. 2 (96

ошибка формирования программного целеуказания

Примеры ЛАЧХ простейшей ДСН представлены на рис. 9.

Рис. 9

11

Важным моментом в использовании ДСН в режиме автосопровождения является необходимость выбора частоты среза ПТК большей, чем частота среза ПГК, на порядок и более. Только в этом случае возможно эффективное подавление внутренних помех грубого канала ( к (t), в(t), P ( p) ) в широкой полосе частот, что яв-

ляется необходимым условием достижения требуемой высокой точности наведения. Обычно на практике это возможно в силу того, что момент инерции объекта регулирования ПТК (контррефлектора на рис. 7) на один – три порядка меньше момента инерции объекта регулирования ПГК (рефлектора на рис. 7).

Из анализа (6) – (11) следует:

добротность по входному управляющему воздействию 2 (t) равна 1 2 , где 1, 2 – добротности ПГК и ПТК;

порядок астатизма по входному управляющему воздействию

2 (t) равен 1 2 , где 1, 2 – порядки астатизма ПГК и ПТК;

кинематические возмущения грубого канала подавляются в полосе частот, определяемой частотой среза ПТК;

полоса фильтрации помехи приемного устройства точного канала n2 (t) определяется частотой среза ПТК;

устойчивость ДСН определяется отдельно устойчивостью ПГК и ПТК.

Важным параметром ДСН является относительный угол поворота ПТК o2 (t) , так как он обычно ограничивается конструкцией объекта регулирования ПТК. Из (5) имеем

Из анализа (12) следует, что относительный угол поворота ПТКo2 (t) определяется главным образом погрешностью формирования

12

программного целеуказания PR (t), имеющей низкочастотный

спектр.

Из сказанного выше следует, что для простейшей ДСН характерно противоречие между подавлением внутренних возмущений грубого канала и фильтрацией помехи приемного устройства точного канала. Суть его в том, что для улучшения подавления внутрен-

них возмущений грубого канала к (t), в(t), P ( p) необходимо

увеличивать частоту среза ПТК, а для улучшения фильтрации помехи приемного устройства точного канала n2 (t) – уменьшать. Это

делает систему малопригодной для использования в режиме автосопровождения. От указанного недостатка свободна ДСН с компенсацией ошибки грубого канала.

1.3.2 Двухканальная система наведения с компенсацией ошибки грубого канала

Структурная схема двухканальной системы наведения с компенсацией ошибки грубого канала представлена на рис. 10, где( p) – передаточная функция корректирующего устройства в цепи

приемного устройства точного канала. Для нормальной работы необходимо, чтобы звено ( p) содержало интегратор для сохранения

астатизма точного канала, нарушаемого замыканием ПТК по углу. Использование изодромного звена здесь недопустимо, так как корректирующее устройство ( p) должно фильтровать помеху при-

емного устройства в узкой полосе частот.

Рис. 10

13

Уравнения ДСН с компенсацией ошибки грубого канала имеют

вид

1a (t) 1o (t) к(t) в(t),a2 (t) o2 (t) 1a (t),

2 (t) 2 (t) a2 (t).

На основании выражений (4), (13) можно определить передаточные функции ДСН для различных воздействий. Рассмотрим их:

входное управляющее воздействие

14

Примеры ЛАЧХ ДСН с компенсацией ошибки представлены на рис. 11.

Рис. 11

Пусть передаточная функция корректирующего устройства точного канала имеет вид ( p) K p , причем его частота среза

существенно меньше частоты среза ПТК. Тогда из анализа (14)–(19) следует:

добротность по входному управляющему воздействию 2 (t) равна 1 2 K ;

порядок астатизма по входному управляющему воздействию

2 (t) равен 1 2 ;

кинематические возмущения грубого канала подавляются в полосе частот, определяемой частотой среза ПТК;

полоса фильтрации помехи приемного устройства точного канала n2 (t) определяется частотой среза корректирующего уст-

ройства ( p);

устойчивость ДСН определяется отдельно устойчивостью ПГК, ПТК и точного канала.

Очевидно, что в данной ДСН отсутствует противоречие, характерное для простейшей ДСН, что свидетельствует о ее принци-

15

пиально лучшей помехозащищенности. Кроме этого добротности и порядки астатизма данной ДСН по отношению к входному управляющему воздействию и качке существенно выше вследствие интегрирующих свойств корректирующего устройства ( p).

При этом устойчивость системы сохраняется на уровне устойчивости простейшей ДСН.

Относительный угол поворота ПТК имеет вид

Из анализа (20) следует, что относительный угол поворота ПТКo2 (t) по-прежнему определяется главным образом погрешностью формирования программного целеуказания PR (t). Для уменьше-

ния величины o2 (t) можно использовать компенсирующую связь, передающую сигнал из точного канала в грубый.

1.3.3. Двухканальная система наведения с компенсацией относительного угла поворота привода точного канала

Структурная схема ДСН с компенсацией относительного угла поворота ПТК представлена на рис. 12, где ( p) – передаточная

функция компенсирующей связи. Для компенсации o2 (t) необходимо, чтобы звено ( p) содержало интегратор.

Уравнения ДСН с компенсацией относительного угла поворота ПТК имеют вид

16

2 (t) 2 (t) a2 (t).

Рис. 12

На основании выражений (4), (21) можно определить передаточные функции ДСН для различных воздействий. Рассмотрим их:

входное управляющее воздействие

кинематическая погрешность механической передачи ПГК

помеха приемного устройства точного канала

Пусть компенсирующая связь имеет вид ( p) pK . Тогда из

анализа (22) – (27) следует:

добротность по входному управляющему воздействию 2 (t)

равна 1 2 K ;

порядок астатизма по входному управляющему воздействию

2 (t) равен 1 2 ;

устойчивость ДСН определяется отдельно устойчивостью ПГК, ПТК иэквивалентнойсистемы собратнойпередаточнойфункцией:

Из (28) следует, что частота среза ( p) не должна превышать

частоту срезов ПГК и ПТК.

Относительный угол поворота ПТК имеет вид

Из анализа (29) следует, что компенсирующая связь ( p) уменьшает все составляющие относительного угла поворота ПТКo2 (t) в полосе частот меньше частоты среза ( p) . Компенсирую-

18

щую связь ( p) можно также использовать и в ДСН с компенсацией ошибки грубого канала.

1.3.4. Двухканальная система наведения с компенсацией ошибки грубого канала и относительного угла поворота

привода точного канала

Структурная схема ДСН с компенсацией ошибки грубого канала и компенсацией относительного угла поворота ПТК представлена на рис. 13. Анализ показывает, что эта ДСН обладает такой же помехозащищенностью, как и ДСН с компенсацией ошибки грубого канала, но в отличие от нее имеет существенно меньшее значение относительного угла поворота ПТК. Но при этом устойчивость ДСН определяется не устойчивостью ПГК и ПТК по отдельности, а совокупностью параметров обоих каналов и компенсирующих связей, что в значительной мере затрудняет синтез системы.

Рис. 13

1.4. Режим двухканального автосопровождения

Необходимым условием реализации режима автосопровождения в ДС является выполнение требования, чтобы погрешность формирования программного целеуказания PR (t) грубого канала

была меньше поля зрения приемного устройства точного канала. В противном случае произойдет срыв автосопровождения.

19

Существует два варианта формирования внешнего целеуказания.

1.Программный. Формируется на основании данных о траекториях заранее известных целей (например, звезд или спутников). Для этого варианта характерна относительно небольшая погрешность

PR (t).

2.В реальном масштабе времени. Формируется на основании

данных о координатах целей, поступающих в реальном масштабе времени от различных поисковых устройств (например, от РЛС дальнего обнаружения). Для этого варианта характерна большая

погрешность PR (t), превышающая поле зрения современных при-

емных устройств, используемых в точном канале.

Рассмотренные выше ДСН (см. пп. 1.3.1–1.3.4) обычно используются в первом варианте формирования внешнего целеуказания. Во втором варианте автосопровождение возможно только при введении в состав грубого канала приемного устройства, которое контролирует выходную координату грубого канала и имеет максимальную величину помехи меньше, чем поле зрения приемного устройства точного канала. Программное целеуказание в этом случае необходимо для захвата цели приемным устройством грубого канала. После этого ДСН переходит в режим двухканального автосопровождения – грубый канал управляется по сигналу приемного устройства, контролирующего выходную координату грубого канала, а точный канал управляется по сигналу приемного устройства, контролирующего выходную координату всей системы. Структурная схема простейшей ДСН в режиме двухканального автосопровождения представлена на рис. 14.

Рассмотренные выше ДСН (см. пп. 1.3.1, 1.3.2) обычно не обеспечивают в режиме двухканального автосопровождения требуемой точности. Простейшая ДСН (см. рис. 8) не обеспечивает высокой точности из-за характерного для нее противоречия между подавлением внутренних помех грубого канала и фильтрацией помехи приемного устройства точного канала. Двухканальная система наведения с компенсацией ошибки грубого канала (см. рис. 10) не обеспечивает высокой точности из-за того, что помеха приемного устройства грубого канала поступает на вход широкополосного ПТК через безынерционную связь, передающую сигнал из грубого канала в точный канал. Устранить указанные противоречия в режиме двухканального автосопровождения позволяет использование

20