Реферат: Радiотехнiчнi системи управлiння

ЗАДАНИЕ

(ВАРИАНТ № 9)

1. Произвести выбор и обоснования метода наведения на цель :

№ п/п	Уравнение движения цели	С1 (х1 ;у1 )	Vц , км/час	V0 , км/час		Примечание
1	2	3	4	5	6	7
2.			500	1000	10 g

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

10	100	-2200945,25
5	200	-24847216,3
9	111,1111	10748481,7
8	125	12919198,1
8	125	-15621174,6
8,5	117,6471	-3858453,73
9	111,1111	11818104,5
9	111,1111	10348793,9
12	83,33333	-4460236,14
10,5	95,2381	-5097412,73
9,5	105,2632	-13000416,1
8	125	4232902,94
8	125	14943373,9
9	111,1111	10591089,6
8,5	117,6471	-1946349,27

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

9,5	10,52632	-231678,447
12	83,33333	-10353006,8
13	76,92308	7441256,55
13,5	74,07407	7655821,11
13	76,92308	-9613030,51

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

10	10	854077,143
11	9,090909	776433,767
5	20	1708154,29
7	14,28571	1220110,2
8	12,5	1067596,43
5	20	1708154,29
4	25	2135192,86
6	16,66667	1423461,91
5,5	18,18182	1552867,53
6	16,66667	1423461,91
9,5	10,52632	899028,572
8	12,5	1067596,43
10	10	854077,143
9,500	10,52632	899028,572
9	11,11111	948974,604

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

h₁ 0,0175

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

h₂ 1,2

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

h₂ 0,18

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.

K	V	S	2S
0	0	#ДЕЛ/0!	#ДЕЛ/0!	#ДЕЛ/0!	#ДЕЛ/0!
10	0,083682	1,000488	2,000488	1,000244	1,414386
20	0,181406	1,001063	2,001063	1,000531	1,414589
30	0,279938	1,001728	2,001728	1,000864	1,414824
40	0,378698	1,002482	2,002482	1,00124	1,415091
50	0,477555	1,003324	2,003324	1,001661	1,415388
60	0,576461	1,004256	2,004256	1,002126	1,415718
70	0,675396	1,005277	2,005277	1,002635	1,416078
80	0,77435	1,006388	2,006388	1,003189	1,41647
90	0,873315	1,007587	2,007587	1,003786	1,416893
100	0,97229	1,008875	2,008875	1,004428	1,417348

2) Эффективная полоса пропускания системы:

.

K	V	w
0	0	0
10	0,083682	28,97529
20	0,181406	53,15701
30	0,279938	73,59733
40	0,378698	91,10043
50	0,477555	106,2566
60	0,576461	119,5082
70	0,675396	131,1928
80	0,77435	141,573
90	0,873315	150,8555
100	0,97229	159,2058

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.