Радiотехнiчнi системи управлiння

ЗАДАНИЕ

(ВАРИАНТ № 9)

1. Произвести выбор и обоснования метода наведения на цель:

В зависимости от характера цели траектории полета ЛА могут быть:

· фиксированными;

· нефиксированными.

Нефиксированные траектории реализуются с помощью различных методов наведения:

· двухточечные методы наведения (первая точка – ЛА ; вторая – цель );

· трехточечные методы наведения ( первая точка – пункт управления; вторая – ЛА; третья – цель).

Рассмотрим двухточечные методы наведения (Рис.1):

1) По данным своего варианта задания построить КТ ЛА по методу погони, а также построить зависимость вдоль траектории движения ЛА.

А) На линии С₁ Ц₁ откладывается расстояние С₁ С₂, пройденное ЛА. Его величина пропорциональна V₀/ V_ц. На рис.1 V₀ = 2V_ц.

Б) Точки С₁ , С₂ , С₃ ,… , С_n соединяются плавной кривой. Это и есть искомая КТ ЛА по методу погони.

Для построения зависимости необходимо:

А) Из точек С₁ и С₂ произвольным радиусом R₁ наносим дуги окружностей до их пересечения в точке О₁.

Б) Увеличиваем произвольно радиус до величины R₂ и повторяем действие пункта 1.

В) Точки О₁ и О₂ соединяем прямой (см.рис.1)

2) Построить зависимость вдоль траектории движения ЛА

3) Определить величину

Сравним найденные величины по на всех участках КТ ЛА с заданной .

На одном из участков КТ ЛА , следовательно данный метод наведения на практике реализовать нельзя (ЛА разрушится в процессе наведения).

Рассмотрим трехточечные методы наведения (Рис.2-3):

Известны две следующие разновидности метода трехточечного наведения:

· наведение методом совмещения (накрытие цели);

· наведение с упреждением.

1) Произведем графическое построение КТ ЛА по методу совмещения, используя полученные ранее соотношения и свой вариант. Определим по трассе полета ЛА и , а также определим величину

---найдем с помощью циркуля

2) Произведем графическое построение КТ ЛА по методу параллельного сближения, используя полученные ранее соотношения и свой вариант. Определить по трассе полета ЛА и . Начальные координаты ЛА х₁ = 2; у₁ = 2.

, а также определим величину

---найдем с помощью циркуля

Вывод: Изучил особенностидвухточечных и трехточечных методов наведения ЛА. В данной работе метод параллельного сближения более предпочтительнее, т.к. максимальный промах ЛА в момент пересечения КТ ЛА с траекторией движения цели меньше, чем при методе совмещения.Двухточечный метод использовать нельзя, т.к.

на одном из участков КТ ЛА , следовательно ЛА разрушится в процессе наведения.

2. Произведем анализ основных ошибок системы самонаведения ЛА на цель:

Ошибки самонаведения ЛА на цель могут быть разбиты на следующие основные группы в зависимости от их характера и происхождения:

1. Ошибки наведения, вызываемые инерционностью управления при наличии маневров цели:

,

где: - величина промаха; - поперечное ускорение цели; - эквивалентное запаздывание, вызванное инерционностью управления.

W_Ц=5*g=50 М/сек²

7*10 ^-4 м/сек

h₁0,0175

2. Ошибки наведения, вызываемые ограниченной маневренностью ЛА(обусловлена выбором кинематической траектории – методом наведения ЛА):

,

где: – величина промаха; V_ц – скорость цели; W_ЛА – максимальное поперечное ускорение, которое может развивать ЛА(W_ЛА – 10…20 g).

V_ц=500 км/час

W_ЛА=10*g=100 М/сек²

h₂1,2

3. Ошибки наведения, вызываемые наличием мертвой зоной управления:

,

где: h – величина промаха; r_min – минимальное расстояние(начало мертвой зоны), начиная с которого управление ЛА невозможно; – значения скорости сближения ЛА с целью и угловой скорости линии цели в момент входа ЛА в мертвую зону, т.е. при r=r_min.

V_ла=1000 км/час

h₂0,18

4. Ошибки наведения, вызванные начальной ошибкой упреждения (неточность направления вектора скорости ЛА на цель):

,

где: r₀ – минимальная дальность самонаведения; V_ЛА – скорость ЛА; W_ЛА – поперечное ускорение ЛА; - начальная ошибка упреждения ЛА на цель.

=0,05*D = 2,25

D = 45 км - дальность

r₀=6600

Вывод:изучил основные ошибки, возникающие в системах самонаведения ЛА, причины их возникновения и методы их минимизации.

Из приведенных характеристик ошибок наведения следует, что для повышения точности системы самонаведения необходимо:

1. Уменьшать вероятности срыва слежения за целью.

2. Уменьшать величину мертвой зоны управления.

3. Увеличивать маневренность ЛА, т.е. величину максимального поперечного ускорения .

4. Уменьшать кривизну требуемой кинематической. траектории(правильный выбор метода наведения).

3. Произведем оптимизацию параметров типовой структурной схемы системы самонаведения ЛА на цель методом передаточной функции:

Полезный сигнал

При вероятностном исследовании стационарных устойчивых систем автоматического регулирования в установившемся режиме после завершения переходных процессов можно применить метод передаточных функций. При использовании этого метода в качестве характеристик линейной системы используют ее передаточные функции

1) Оценить СКО исследуемой системы в случае линейного входного сигнала, используя данные своего варианта:

При линейном режиме входного сигнала X, т.е. когда :

Где

Примечание: Аргумент k= от 0 до 100.

2) Эффективная полоса пропускания системы:

.

Вывод: В ходе выполнения данного пункта, я ознакомился с методом передаточных функций и его особенностями при анализе точности радиотехнических систем управления. Были построены графики зависимостей второго начального момента ошибки, как критерия точности работы следящей системы, и эффективной полосы пропускания от коэффициента передачи системы. Указаны оптимальные значения для двух скоростей полезного сигнала.

5. Оценить характеристики командной радиолинии:

В командных радиолиниях сообщениями являются команды, передаваемые с пункта управления на ЛА. В комплексах управления ЛА с помощью радиокоманд обеспечивается следящее управление движением центра масс ЛА, а также выполнение разовых операций(перевод в режим самонаведения, ликвидация ЛА и т.д.)

По условиям исполнения радиокоманды делятся:

1. радиокоманды в реальном масштабе времени(подлежат немедленному их исполнению по мере поступления на ЛА);

2. радиокоманды временной программы(они предварительно запоминаются в бортовом запоминающем устройстве, а затем, в заданный момент времени, исполняются по сигналу бортового программно-временного устройства ЛА).

По смысловому содержанию различают:

· количественные команды;

· функциональные(служебные) команды.

Количественные команды соответствуют некоторой числовой величине, а функциональные – операции “включено” или “выключено”.

Количественные команды бывают:

· аналоговыми(принимают любое значение от +X_max до -X_max);

· цифровые команды принимают только L различных значений в диапазоне +X_max…-X_max, макоторые отличаются между собой на фиксированные приращения X.

По времени все команды делятся на:

· непрерывные;

· дискретные.

Дискретные по времени команды могут быть периодическими(синхронный режим передачи), так и непериодическими(асинхронный режим передачи). Количественные команды передаются как синхронно, так и асинхронно. Функциональные, как правило, соответствуют асинхронному режиму передачи.

При использовании одной и той же командной радиолинии для одновременного управления несколькими ЛА в состав передаваемой информации входят адреса ЛА(внешние адреса). Существуют внутренние адреса команд, определяющие исполнителя на ЛА.

Разделение различных команд, передаваемых на ЛА, осуществляется на основе:

· частотного;

· временного;

· структурного(кодового);

· структурно-временного уплотнения(разделения)каналов.

В случае структурно-временного уплотнения передача сигналов осуществляется по одному и тому же частотному каналу последовательно во времени. При структурном уплотнении – одновременно во времени. При структурно-временном и структурном уплотнении применяются составные сигналы, получаемые в результате дополнительного символа кода или сигнала.

В общем случае командные радиолинии являются многоканальными.

Различают следующие типы командных радиолиний:

· аналоговые;

· цифровые;

· комбинированные.

К командным радиолиниям обычно предъявляются следующие требования:

· высокая надежность(вероятность отказа менее 10^-5_…10^-6);

· среднеквадратичная ошибка при передаче аналоговых команд не должна превышать нескольких процентов от максимального ее значения;

· достоверность передачи цифровых команд оценивается через вероятность P_ош при приеме отдельной команды. Допустимые значения P_ош - 10^-3_…10^-4 и менее.

При использовании противоположных элементарных посылок(ФТ) имеет вид:

Для неизбыточного кода вероятность ошибки при регистрации принятого командного слова находится по формуле:

Таким образом, значения q, соответствующие Pош ≤ 10-3 и Рсл≤10-3 находятся в диапазоне от 10 и выше.

Вывод: изучил принципы построения и технические характеристики цифровых командных радиолиний систем и комплексов радиоуправления ЛА.

Выяснил, что чем меньше отношение сигнал/шум тем больше вероятность появления ошибок в принятом символе и следовательно больше в приеме команд.