Выводы 43 Список сокращений 44 Список использованной литературы 45 (стр. 5 из 9)

При рассмотрении процессов наведения ЗУР в качестве выходного параметра, как правило, принимается нормальное ускорение

. Передаточная функция, связывающая нормальное ускорение ракеты с углом отклонения руля, определяется по следующей формуле:

Функции можно привести к общепринятому виду, если в числителе и знаменателе вынести свободные члены за скобки. Проделаем это применительно к функции

, предварительно приняв:

Тогда

Параметры передаточной функции ракеты полностью определяют ее динамические свойства.

Коэффициент усиления ракеты

характеризует маневренные свойства ракеты и определяет в установившемся режиме скорость приращения угла наклона траектории при отклонении руля на единицу угла:

Величина этого коэффициента определяется только ракетой и вследствие ограниченности управляющих моментов и нормальных управляющих сил не может быть улучшена системой управления.

Располагаемая перегрузка ракеты связана с коэффициентом

зависимостью

где

— максимальное отклонение рулей высоты.

Произведение

принято называть передаточным числом ракеты по нормальному ускорению ( ).

Коэффициент усиления ракеты

, а следовательно, и коэффициент усиления контура управления зависят от скорости ракеты и плотности воздуха. С увеличением высоты полета ракеты значение коэффициента падает. Величина передаточного коэффициента , в состав которого в качестве одного из сомножителей входит коэффициент , значительно влияет на точность наведения ракеты на цель. Для уменьшения влияния положения точки встречи ракеты с целью (в пределах заданной зоны обстрела) на эффективность стрельбы значение коэффициента усиления ракеты необходимо стабилизировать. Наиболее действенный способ стабилизации — включение в состав ракеты устройств, корректирующих значение в зависимости от скорости ракеты и плотности воздуха. Работа этих устройств, как правило, связана с использованием датчиков скоростного напора.

Относительный коэффициент демпфирования

и собственная частота колебаний

являются важными динамическими характеристиками ракеты с точки зрения значений переходных и флюктуационных ошибок и расхода располагаемых перегрузок ракеты. Относительный коэффициент демпфирования определяет величину перерегулирования переходного процесса по нормальному ускорению и углу атаки. Его величина почти не зависит от скорости ракеты, но убывает с возрастанием высоты ее полета. На больших высотах значение коэффициента

весьма мало.

Получение требуемого значения относительного коэффициента демпфирования и его стабилизация достигаются охватом, ракеты обратными связями по угловой скорости вращения ракеты и поперечному ускорению. Сигналы обратных связей формируются, как правило, совокупностью измерителей, включаемых в автопилот. Такими измерителями являются демпфирующие гироскопы (ДГ) и датчики линейных ускорений (ДЛУ).

Собственная частота колебаний также зависит от условий полета ракеты (скоростного напора, статической устойчивости) и в реальных условиях стрельбы может изменяться а широких пределах. Она должна находиться в определенном соотношении с частотой среза контура управления, выбор которой обусловливается оптимумом систематических в случайных составляющих ошибок наведения.

Рис. 7. Структурная схема ракеты с учетом обратных связей

Структурная схема ракеты с учетом обратных связей показана на рис. 7. На схеме кроме звеньев, формирующих сигналы, пропорциональные угловой скорости и поперечному ускорению ракеты, показано звено рулевого тракта, которое устанавливает связь между суммарным управляющим сигналом и углом отклонения руля.

Применительно к структурной схеме:

передаточная функция ракеты с рулевым трактом

коэффициент усиления ракеты с рулевым трактом

Передаточная функция

должна обеспечить демпфирование колебаний ракеты, вызванных случайными возмущениями, и исключить влияние обратной связи при развороте ракеты под действием команд управления.

Датчики линейных ускорений ориентируются так, чтобы их оси чувствительности совпадали с поперечными осями связанной системы координат ракеты. Ускорения, измеряемые ДЛУ, в принципе не равны нормальным ускорениям ракеты. Рассогласование осей связанной и скоростной систем координат, т. е. действующих и измеряемых ускорений, учитывается поправочным коэффициентом

.

Рис. 8. Нормальное Wn и поперечное WДЛУ ускорения ракеты

Контур управления полетом зенитной управляемой ракеты

Показатели качества контура управления

Для рассмотрения принципа работы систем управления и оценки их качества пользуются функциональными и структурными схемами.

Функциональной схемой системы управления называют такую, которая позволяет установить взаимосвязь (функциональную связь) между ее элементами, дает возможность качественно оценить взаимодействие элементов системы и в дальнейшем составить ее структурную схему.

В состав функциональной схемы входят аппаратурные звенья (устройства, обеспечивающие измерение параметра рассогласования, устройства формирования и передачи команд управления, автопилот, органы управления полетом ракеты). Составной частью системы управления является система стабилизации ракеты.

Структурная схема системы управления ЗУР характеризует динамические связи между различными звеньями, входящими в систему управления, причем все звенья, входящие в систему управления, представляются передаточными функциями, устанавливающими связь выходной величины с входной для каждого звена. При этом в структурную схему включаются и кинематические звенья (их передаточные функции), описывающие динамику перемещения центра масс цели и ракеты в пространстве.

Введение в состав структурной схемы кинематических звеньев позволяет получить замкнутую систему. Структурную схему замкнутой системы управления называют контуром управления.

При изложении материала данного раздела будем пользоваться понятием функциональной схемы системы управления 3УР и контуром управления.

Учитывая, что контур управления характеризует состояние замкнутой системы управления, рассмотрим показатели его качества: устойчивость контура управления, качество переходных процессов на всех этапах управления полетом ракеты и точность, наведения ракеты на цель.

Устойчивость контура управления определяется его способностью возвращаться к состоянию устойчивого управления полетом ракеты после отработки входного возмущения (параметра рассогласования). Система управления с затухающим переходным процессом называется устойчивой.

Рассматривая понятие устойчивости применительно к контуру управления полетом ракеты, можно утверждать, что устойчивый контур управления должен обеспечивать движение ракеты по кинематической траектории при воздействии на его входе регулярных и случайных воздействий, т. е. система управления должна быть с затухающим переходным процессом.