Устройство формирования команд

Устройство формирования команд является вычислительным устройством, которое на основе ошибок наведения и дополнительной информации вычисляет команды управления ЛА или лучом, по которому должен двигаться ЛА.

Ошибки наведения определяются в зависимости от величины отклонения параметров движения ЛА от параметров движения, соответствующих принятому методу наведения.

Величина ошибки зависит не только от принятого метода наведения, но и от измерительных устройств, используемых для реализации метода.

Формирование сигнала ошибки наведения. При использовании метода трех точек ошибка наведения в вертикальной плоскости определяется формулой  а в горизонтальной  где  - расстояние от ЛА до пункта управления.

Но такое определение ошибки требует измерения наклонной дальности , что существенно усложняет систему наведения. Поэтому очень часто ошибку наведения определяют по формулам

где  - заранее заданная функция времени, приближенно соответствующая дальности до ЛА.

В некоторых случаях разность  непосредственно определяется измерительным устройством, что обеспечивает меньшую величину инструментальной ошибки по сравнению с вариантом, когда измеряются координаты  и  порознь, а затем результаты измерений вычитаются.

При наведении по лучу на основе метода трех точек с помощью бортовой радиолокационной аппаратуры непосредственно измеряются угловые ошибки

и эти сигналы умножаются на программное значение , чтобы избежать необходимость измерения

При использовании в командной системе телеуправления спрямляющих методов наведения ошибки наведения вычисляются по формулам

          (2.16)

где

При наведении с упреждением измерение расстояния от командного пункта до цели  и ЛА  здесь принципиально необходимы, так как угол упреждения  должен обязательно обращаться в нуль при равенстве наклонных дальностей до цели и ЛА.

Формирование команды управления. Система наведения является автоматической системой управления движением центра масс ЛА. Управление центром масс осесимметричного ЛА в декартовой системе координат обеспечивается системами стабилизации в вертикальной и боковой плоскостях.

Система стабилизации ЛА в вертикальной плоскости должна обеспечивать пропорциональную зависимость нормальной перегрузки  от управляющего воздействия , подающегося на вход контура стабилизации (см.рис.2.3), то есть  где -коэффициент усиления контура стабилизации перегрузки. Управляющее воздействие , где  - коэффициент усиления командной радиолинии управления, тогда , где  - команда управления. Следовательно, команда управления  обеспечивает управление нормальной перегрузкой ЛА.

Система стабилизации в боковой плоскости обеспечивает управление нормальной перегрузкой  где  - команда управления в боковой плоскости.

Таким образом, команды управления  и  задают направление и величину требуемой нормальной перегрузки ЛА в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Рассмотрим формирование команды управления в ТУ-1 при наведении по методу трех точек в вертикальной плоскости. Для устранения ошибки  (рис. 2.14, а) нужно создавать перегрузку , направленную по линейному рассогласованию . Так как , то зависимость между  и нормальной перегрузкой можно записать в виде  поэтому для устранения ошибки  команду управления в вертикальной плоскости нужно выбирать в виде

Аналогично, для устранения ошибки  в боковой плоскости нужно команду управления  выбирать в виде

 (2.17)

Знак минус в этой формуле обусловлен тем, что для устранения ошибки наведения  (рис. 2.14,б) нужно создавать ускорение  которое связано с нормальным ускорением  соотношением  то есть нужно создать  а так как  связано с  соотношением  то команда управления в боковой плоскости формируется в виде (2.17).

При наведении по лучу команды управления нормальными перегрузками формируются пропорционально h₂ и h₁:  где  Выбор знаков обусловлен тем, что  (см. рис. 2.15, а и б).

Для устранения колебаний движения центра масс ЛА относительно кинематической траектории в команду управления вносят слагаемые, пропорциональные производным  Уменьшить колебание движения центра масс ЛА относительно расчетной траектории наведения можно было бы за счет введения в команды управления слагаемых, пропорциональных вторым производным от ошибок наведения. Однако за счет наличия случайных составляющих при определении ошибок наведения взятие первой, а тем более второй производной приводит к большим погрешностям. Поэтому команды управления формируют в виде

где все коэффициенты больше нуля.

В некоторых системах для уменьшения ошибки отклонения от кинематической траектории наведения в команды управления вводят слагаемые, пропорциональные интегралам от ошибок наведения. Введение таких слагаемых повышает астатизм системы наведения, но усложняет выполнение условий устойчивости системы.

При формировании команд управления для обеспечения требуемой точности наведения ЛА на цель вводятся также различные компенсационные поправки.

Наиболее характерными компенсационными поправками являются:

– поправка, компенсирующая систематическую составляющую динамической ошибки наведения ЛА на цель, величина которой зависит от коэффициента усиления контура управления, принятого метода наведения, координат и параметров цели;

– поправка, компенсирующая влияние силы тяжести на движение ЛА;

– поправки, обусловленные инструментальными ошибками, свойственными принятому способу определения координат ЛА и цели.

Таким образом, при наведении по методу трех точек команды управления в ТУ-1 формируются в виде:

                                          (2.18)

а при наведении по лучу записываются в виде:

                                            (2.19)

где   - компенсационные поправки.

Аналогично формируются команды управления при использовании спрямляющих методов наведения.

Кроме задач, связанных с формированием команд управления, устройство формирования команд может выполнять и другие функции, такие, как контроль за ходом подготовки ЛА к старту, определение момента пуска и автоматизированный пуск ЛА, контроль за состоянием наземной и бортовой аппаратуры, формирование сигналов изменения режимов работы наземной и бортовой аппаратуры.