Определение и организация получения Озад в беспоисковых самонастраивающихся системах сводятся к процессу формирования модели — эталона контура, по которой производится настройка характеристик реального контура.
В беспоисковых системах можно получить темп процесса адаптации, соизмеримый с темпом переходных процессов в системе управления, тем самым обеспечить меньшее время адаптации по сравнению с поисковыми. При построении систем управления летательными аппаратами, где немаловажными являются требования к быстродействию, простоте и надежности, минимуму массы и габаритным размерам, более широкое распространение находят беспоисковые самонастраивающиеся системы.
В настоящее время находят применение системы управления, в контур которых включаются вычислительные машины (ЗРК «Пэтриот»), что значительно расширяет возможности применения более совершенных алгоритмов адаптации.
Контур управления системы самонаведения ракеты
В соответствии с принципом самонаведения в состав системы самонаведения ракеты входят бортовой координатор, счетно-решающий прибор, зенитная управляемая ракета — автопилот (рис. 11).
Рис. 11. Функциональная схема системы самонаведения
Особенностью контура системы самонаведения является отличие структуры кинематического звена, характеризующего относительное сближение ракеты и цели. Это обусловлено, во-первых, тем, что координатор (измерительный элемент) и счетно-решающий прибор установлены на борту ракеты, во-вторых, реализацией в системах самонаведения двухточечных методов наведения, в соответствии с которыми определяется взаимное положение двух точек — ракеты и цели.
Выбранный метод наведения будет определять вид передаточных функций кинематического звена, устанавливающего связь между параметром рассогласования и параметрами движения цели и ракеты, бортового координатора и счетно-решающего прибора. Передаточная функция ракеты с автопилотом не отличается от соответствующей передаточной функции телеуправляемой ракеты, поэтому ограничимся рассмотрением контура самонаведения при реализации методов наведения, требующих информации об угловой скорости линии ракета — цель (методы пропорционального и параллельного сближения).
Рис. 12. К выводу уравнения кинематического звена контура самонаведения
Кинематическое звено. Физическую сущность кинематической связи при самонаведении покажем на примере наведения ракеты на цель в вертикальной плоскости (рис. 12). При самонаведении ракеты в вертикальной плоскости относительное положение ракеты и цели характеризуется вектором дальности ракета — цель D, ориентацию в пространстве которого определяет угол
, величина и скорость изменения которого зависят как от параметров движения цели, так и от параметров движения ракеты.Уравнения кинематики самонаведения, характеризующие скорость изменения вектора дальности и его угловую скорость вращения, имеют вид:
, , где , — скорость изменения вектора дальности и угловая скорость его вращения соответственно; , — модуль и угол наклона вектора скорости цели соответственно; , — модуль и угол наклона вектора скорости ракеты соответственно.Рассматривая условия наведения на встречных курсах, можно допустить, что
, , ,тогда получим:
Рис. 13. Кинематическое звено контура самонаведения
Полученные уравнения показывают, что скорость вращения линии ракета — цель обусловливается движением цели и движением ракеты перпендикулярно этой линии, т. е.
где
, — составляющие скорости вращения линии визирования ракета — цель (вектора ), обусловленные соответственно движением цели и ракеты. Учитывая, что , ав операторной форме можно записать
,Структурная схема кинематического звена при реализации методов пропорционального и параллельного сближения показана на рис. 13.
Бортовой координатор. При самонаведении по методу параллельного или пропорционального сближения для измерения угловой скорости вращения линии ракета — цель могут применяться бортовые координаторы со следящим гироприводом, со следящей антенной и гироскопическими датчиками угловых скоростей.
Входным воздействием координатора является значение угла
. На выходе координатора формируется сигналгде
, — коэффициенты передачи пеленгатора и гиропривода соответственно.Рис. 14. Контур системы самонаведения при реализации метода параллельного (пропорционального) сближения
Координатор со следящим гироприводом обеспечивает измерение угловой скорости линии ракета — цель в стабилизированной системе координат, в то же время позволяет осуществить достаточно точное слежение за целью по угловым координатам.
Счетно-решающий прибор (СРП). В контуре системы самонаведения счетно-решающий прибор в значительной степени выполняет те же функции, что и устройство выработки команд в командных системах управления, но в более ограниченных пределах.
Связь между сигналом рассогласования и формируемой СРП командой управления может быть представлена в виде
, гдеК — коэффициент преобразования;
— измеренное значение угловой скорости антенны; — компенсационная составляющая угловой скорости, обусловленная действием силы тяжести, продольным ускорением ЗУР и преломлением обтекателя; — передаточная функция счетно-решающего прибора.На рис. 14 показан контур системы самонаведения при реализации метода пропорционального или параллельного сближения. Видим, что параметр рассогласования
является входным воздействием контура управления; при постоянных значениях , , , величина его будет изменяться тем быстрее, чем ближе ракетa к цели. Поскольку звено в контур включено последовательно, то коэффициент усиления контура с уменьшением D будет возрастать, увеличивая чувствительность системы управления, что приводит к увеличению точности наведения по мере сближения ракеты с целью. Это положение является принципиальным отличием данной системы от системы командного управления, в которой, как ранее отмечалось, по мере удаления ракеты от пункта управления точность наведения уменьшается.