Методы самонаведения. Расчет кинематических траекторий наведения

Основной информацией, используемой в системах СН, является информация о взаимном положении ЛА и цели. Это положение определяется направлением в пространстве линии визирования цели. Поэтому для задания метода СН необходимо определить требуемое положение линии визирования цели относительно какой-либо системы отсчета. В зависимости от выбора этой системы можно методы СН разделить на три группы[16].

Методы первой группы определяют положение линии визирования относительно связанной с ЛА системы координат.

При движении в вертикальной плоскости положение Ц относительно ЛА определяется углом пеленга  (рис. 4.2): , где  - угол визирования цели.

Простейшим методом этой группы может быть метод, при котором угол пеленга .

Такой метод, когда продольная ось ЛА направлена на цель, называется методом прямого наведения.

В другом случае можно использовать связь , тогда получим метод прямого наведения с постоянным упреждением.

В общем случае угол пеленга может изменяться по какому либо сложному закону.

При наведении ЛА в пространстве с использованием методов первой группы нужно задавать два угла: угол пеленга в вертикальной  и горизонтальной  плоскостях, где  и  - углы визирования цели в вертикальной и горизонтальной плоскостях,  - угол рыскания.

Ко второй группе относятся методы наведения, в которых требуется, чтобы линия визирования занимала в процессе сближения вполне определенное положение относительно осей скоростной системы координат.

При наведении в вертикальной плоскости в этом случае накладывается связь на изменение угла упреждения  (угол между линией визирования и вектором скорости ЛА) (рис. 4.3).

Самым простым вариантом является случай , когда вектор скорости ЛА всегда направлен на цель. Такой метод наведения называется методом погони.

Угол упреждения может быть постоянным  - тогда имеем метод погони с постоянным упреждением.

В общем случае угол упреждения  может быть переменным, изменяясь по вполне определенному закону по времени или в зависимости от некоторых других кинематических параметров движения. Например, в методе пропорциональной навигации угол упреждения выбирается пропорционально изменению угла наклона линии визирования.

Действительно, уравнение метода пропорциональной навигации при движении в вертикальной плоскости обычно записывается в виде

откуда получаем

,

тогда

,

где .

При наведении ЛА в пространстве с использованием методов второй группы необходимо задавать законы изменения углов упреждения в вертикальной  и горизонтальной плоскостях .

Наконец, к третьей группе относятся те методы наведения, в которых требуется при управлении движением ЛА обеспечить вполне определенное положение линии визирования цели относительно некоторой неподвижной системы координат.

При наведении в вертикальной плоскости в этом случае может изменяться, например, в соответствии с некоторым законом угол визирования цели . Например, в простейшем случае метод наведения должен обеспечить постоянное значение угла наклона линии визирования цели  (рис. 4.4). Такой метод наведения называется методом параллельного сближения. При реализации метода параллельного сближения в пространстве должны оставаться постоянными два угла визирования цели: в вертикальной плоскости , и горизонтальной .

Задаваясь гипотезой о движении цели, можно определить траекторию движения ЛА, определяемую методом наведения.

Характерной особенностью методов второй и третьей группы является то, что траекторию наведения можно рассчитать без учета инерционности ЛА и системы управления, т.е. рассчитать кинематические траектории наведения.

Например, для расчета кинематической траектории наведения ЛА по методу пропорциональной навигации в вертикальной плоскости можно использовать следующую систему уравнений:

1. ;

2. ;

3. ;

4. ;

5. ;

6. ;

7. ;

8. ,

9. .

Система СН должна обеспечить движение ЛА по траектории, близкой к расчетной траектории, определяемой методом наведения.

Для составления структурной схему ССН нужно, прежде всего, выбрать способ формирования сигнала ошибки наведения. Этот сигнал должен характеризовать отклонение движения ЛА от теоретической траектории, определяемой методом наведения. На основе сигнала ошибки наведения формируется команда управления .