книги из ГПНТБ / Феодосьев В.И. Введение в ракетную технику Учеб. пособие
.pdf402 Г л . IX . О с н о в н ы е п р и н ц и п ы ст а б и л и за ц и и , у п р а в л е н и я и |
н а в е д е н и я ракет |
|
к изменению угла тангажа ракеты, но реагирует |
на повороты |
по |
крену и курсовые отклонения. |
|
|
Как и у «Горизонта», для вращения ротора 1 в обмотку 2 |
по |
|
дается переменное напряжение. |
|
|
кдифференцирующему
Кдифференцирующему
конт уру
Фиг. 9. 19. Устройство гировертиканта.
/—ротор гироскопа, 2—обмотка статора, 3— маятник, 4— электромагнит, 5—потенцио- метр, 6—электромагнит, 7—потенциометр.
Коррекция прибора «Вертикант» осуществляется так же, как и в «Горизонте», и так же продолжается только до момента взлета ракеты.
406 Гл. IX. Основные принципы стабилизации, управления и наведения ракет
4. П р о м еж ут о ч н ы е уст рой ст ва авт ом ат а ст а б и л и за ц и и |
407 |
Сигнал в виде напряжения, снятый с потенциометра «Горизонт», поступает прежде всего на дифференцирующий контур, где преоб разуется к виду
и да CoA'f-j-CjAcp-j- С2Д<р. |
(9.4) |
Задача дифференцирующего контура заключается, таким обра зом, в том, чтобы к напряжению, пропорциональному углу откло нения ракеты, добавить составляющие, пропорциональные угловой скорости и угловому ускорению ракеты. Такое преобразование, как будет показано ниже, необходимо для обеспечения устойчивости управления.
Потенциометр питается от источника постоянного тока, так как осуществить дифференцирующий контур, который работал бы на переменном токе, очень трудно.
Сигнал с дифференцирующего контура поступает на преобразо ватель, где преобразуется в сигнал переменного тока с частотой 500 гц, модулированный по амплитуде. Такое преобразование про изводится для того, чтобы упростить последующее усиление, так как усиление сигнала постоянного тока представляет большие труд ности.
Преобразованный сигнал через трансформатор поступает на уси
лители, управляющие рулевыми машинами рулей II и IV. |
связаны, |
|
Так как рули II и IV между собой механически не |
||
в схему стабилизации по |
тангажу вводится синхронизирующее |
|
устройство, обеспечивающее |
синхронность работы рулей |
II и IV |
и исключающее, таким образом, возникновение нежелательных воз мущений по крену. Когда рули II и IV, а вместе с ними и потенцио метры синхронизатора поворачиваются на один и тот же угол, на первичную обмотку трансформатора Тр\ никакого сигнала не посту пает. При повороте же рулей на различные углы на первичную об мотку трансформатора Тр\ будет подан сигнал, пропорциональный разности углов поворота рулей. Этот сигнал поступит затем на уси лители и через них на реле рулевых машин; в результате согласо вание рулей будет восстановлено.
Система управления рулями I и III аналогична системе управ ления рулями II и IV. Сигналы, поступающие от двух потенциомет ров, отдельно дифференцируются, преобразовываются и подаются через трансформаторы на усилители рулевых машин рулей / и III. Сигнал, поступающий с потенциометра «Крен», заставляет рули от клоняться в разные стороны, а сигнал с потенциометра «Курс» пе редается так, чтобы рули поворачивались в одну сторону одновре менно.
На схеме фиг. 9. 22 у трансформатора Трз показана еще одна свободная обмотка. Через нее может быть подан сигнал радио управления. Этот сигнал, очевидно, как и сигнал от потенциометра «Курс», будет корректировать полет ракеты по курсу.
408 Г л . IX . О с н о в н ы е п р и н ц и п ы с т а б и л и за ц и и , у п р а в л е н и я и н а в е д е н и я ракет
Для более совершенной системы управления в схеме автомата стабилизации может предусматриваться также обратная связь от рулей на блок усилителя (фиг. 9.23).
Фиг. 9.23. Схема системы управления ракетой с обратной связью.
Рассмотрим отдельные элементы промежуточных устройств.
Дифференцирующий контур
Напряжение и, снимаемое с потенциометра гироскопа, пропор ционально углу поворота ракеты Лф. Так как Лф представляет собой функцию времени, то и также есть функция времени.
Дифференцирование сигнала и может быть произведено при по мощи простейшего «RC-контура», т. е. включенных последователь но емкости и омического сопротивления (фиг. 9. 24, а).
Фиг. 9. 24. Схемы дифференцирующих контуров,
а—простейший «RC-контур». б—усложненный дифференцирующий контур.
Дифференцируемый сигнал подается к клеммам входа, а его производная снимается с клемм выхода. При этом, очевидно,
Мвх ис — иВЬ1Х,
где ис —падение напряжения на конденсаторе.
4 . П р о м еж ут о ч н ы е уст ройст ва авт омат а ст а б и л и за ц и и |
409 |
Ток, который проходит через емкость,
I c - d ^ L . dt
Если к клеммам не подключена нагрузка, т. е. если контур ра ботает на усилитель, то
«вы , = * с Я -
Исключив из трех полученных уравнений ис и ic, получим
«них + R |
C = RC |
dt |
. |
вых |
dt |
|
Если величина RC будет достаточно малой, то вторым слагае мым в левой части этого выражения по сравнению с первым мож но пренебречь и тогда мы будем иметь почти чистое дифференци рование
uB^ R C * ^ - = R C u BX, dt
т. е. на выходе будет сниматься напряжение, почти пропорциональ ное производной от входного сигнала.
Существенно отметить, что, поскольку RC мало, преобразован ный сигнал, как следует из последнего выражения, дифференцирую щим контуром резко ослабляется. Поэтому в дальнейшем и необ ходимо введение усилительных устройств.
Если мы хотим получить на выходе сигнал, зависящий не
только от производной uBX= d u BJdt, но и от самой функции ивх, то в простейший дифференцирующий контур параллельно емко сти С следует включить сопротивление Rx (см. фиг. 9.24, б). Выходной сигнал при этом будет иметь вид
« в ы х ~ т е 1Ивх + т 2“ вХ.
где mi и m2 — константы, зависящие от параметров R, R i и С. Таким образом, выходное напряжение в цепи оказывается про
порциональным напряжению ивх и его первой производной, а ячей ка, показанная на фиг. 9. 24, б осуществляет однократное диффе ренциальное преобразование сигнала. Для двукратного дифферен цирования сигнала применяется схема, показанная на фиг. 9. 25. Напряжение, снимаемое на выходе этого контура,
^вых ' ^О^вх Ф" ^1^вх “И ^2^вх>
где п0, пх и га2 зависят от параметров контура.
Этот сигнал, преобразованный и усиленный, попадает в конеч ном итоге на поляризованное реле рулевых машин, управляющих по воротом рулей. В результате изменение углов поворота рулей будет
410 Г л. IX. Основные принципы стабилизации, управления и наведения ракет
зависеть не только от углов рассогласования на потенциометрах гиросистемы, но и от их производных по времени. Например,
д5 = й0 Д «р -(- Ьг Дср-{-&2 Д?. |
(9.5) |
Соотношение между коэффициентами Ь0, Ь\ и Ь2 зависит от соот ношения между коэффициентами По, щ и п2. Следовательно, необ-
Фиг. 9.25. Схема дифференцирующего контура автомата стабилизации.
ходимые для устойчивости управления соотношения между коэф фициентами 6о, Ь\ и Ь2 задаются путем надлежащего подбора сопро тивлений и емкостей дифференцирующего контура.
П р е о б р а з о в а т е л ь с и г н а л а ( м о д у л я т о р )
При прохождении через дифференцирующий контур сигнал рез ко ослабляется и его необходимо усилить. Так как усиление сигнала постоянного тока представляет весьма большие трудности, то в рас сматриваемой системе автомата стабилизации сигнал преобразуется в переменный ток, модулированный по амплитуде. Для этого при меняется схема, показанная на фиг. 9. 26.
Напряжение от дифференцирующего контура поступает на сред ние точки обмоток двух трансформаторов: первого Тр\, входного, питаемого переменным напряжением 500 гц, и второго Тр2, выход ного, с которого снимается преобразованный сигнал.
Основным элементом схемы является мостик из четырех селе новых выпрямителей.
Селеновый выпрямитель представляет собой набор железных или алюминиевых дисков, покрытых с одной стороны слоем селена. На селен в свою очередь нанесен слой какого-либо легкоплавкого металла. Тонкий слой на границе между селеном и легкоплавким металлом обладает свойством хорошо пропускать ток в одном на-