Особенности процесса самонаведения

Рассмотрим особенности процесса самонаведения на примере метода пропорциональной навигации при движении в вертикальной плоскости. В этом случае наибольший интерес представляет характер изменения угловой скорости линии визирования цели в процессе самонаведения.

В зависимости от характера изменения угловой скорости линии визирования  весь процесс самонаведения можно разделить на три этапа (рис.6.5).

Сигнал с выхода ГСН  в контур наведения поступает не сразу после включения головки, а в момент времени, обозначенный на рис. 6.5 точкой . В момент  угловая скорость линии визирования цели имеет большую величину, а так как мгновенный промах пропорционален , то можно сказать, что вектор скорости ЛА в начале процесса самонаведения не направлен в мгновенную точку встречи.

Так как в методе пропорциональной навигации система стремится обратить в нуль угловую скорость линии визирования цели, то по прошествии некоторого времени  - времени переходного процесса - это начальное рассогласование исчезает. На этом заканчивается I этап самонаведения.

На II-м этапе происходит слежение за мгновенной точкой встречи. Это слежение конечно сопровождается ошибкой , которая обусловлена инерционностью системы управления и действием возмущений.

Наконец, в некоторой точке траектории система как бы теряет устойчивость, что проявляется в виде интенсивного нарастания угловой скорости линии визирования цели. Это объясняется тем, что коэффициент усиления кинематического звена  (см. формулу (6.20)) неограниченно возрастает по мере сближения с целью, поэтому небольшое отклонение вектора скорости ЛА от направления в мгновенную точку встречи вызывает большую и все возрастающую угловую скорость линии визирования цели. С этого момента начинается третий этап - этап “неустойчивого” движения, когда угловая скорость линии визирования цели неограниченно возрастает.

Третий этап заканчивается в момент нарушения процесса самонаведения, обозначенного на рисунке точкой . В этот момент нарушается нормальная работа ГСН. Это явление называется “ослеплением” ГСН.

Причина “ослепления” может быть разной для различных типов ГСН. Дистанция ослепления может составлять 50-200 м. Одной из причин “ослепления” может быть ограниченная скорость слежения за целью , другой - ограниченный угол пеленга цели .

В момент прекращения нормальной работы ГСН она отключается и движение ЛА до встречи с целью происходит по заложенной программе.

Следует отметить также следующие особенности процесса самонаведения.

Система самонаведения является существенно нестационарной системой, особенно при малых расстояниях между ЛА и целью.

В системе самонаведения возможен срыв сопровождения цели ГСН.

Для предотвращения этого необходимо тщательно выбирать начальные условия самонаведения и вводить в ГСН дополнительные корректирующие звенья и вычислительные устройства.

Чувствительный элемент ГСН устанавливается на головной части ЛА и прикрывается обтекателем. Обтекатель искажает диаграмму направленности чувствительного элемента ГСН, что приводит к ошибке в измерении угла визирования цели. При разработке математической модели ГСН обычно вводят дополнительные звенья, учитывающие влияние ошибок обтекателя.

Например, при реализации прямого метода наведения с использованием радиолокационной ГСН возникает ошибка определения местоположения цели , которая зависит от ориентации оси антенны относительно корпуса ЛА  (рис. 6.6).

Эта зависимость называется пеленгационной характеристикой (рис.6.7).

При измерении головкой угловой скорости линии визирования цели на выходе ГСН получаем сигнал, пропорциональный

,

где  - градиент пеленгационной характеристики обтекателя.

Величину градиента пеленгационной характеристики стремятся обеспечить как можно меньшей. Видимо, наилучшими свойствами в этом смысле обладает полусферический обтекатель, так как у него  постоянна при любом положении антенны, то есть . Но при этом растет аэродинамическое сопротивление, особенно при движении в плотных слоях атмосферы.