Реализация дифференциального закона управления подвесом механической сканирующей системы цифровой системы самонаведения для организации сканирования на этапах поиска цели и ее сопровождения. Московский физико-технический институт (государственный университет). МФТИ (ГУ)

Хуртин О.Е., к.ф.-м.н. Ванециан Р.А., к.т.н. Гущин П.А.*

Московский физико-технический институт.

*ОАО «Импульс»

Сканирование строится по строчно-кадровому закону, и определяется вращением оптической оси сканирующей системы в инерциальной СК с угловой скоростью $\Omega_0=\left\{\Omega_{x0}, \Omega_{y0},\Omega_{z0}\right\}$ , где $\Omega_{x0}=0$ .

Изменение углов поворота подвеса $\alpha$ и $\beta$ описывается уравнениями:

$\alpha=\Omega_{y0}cos\nu cos\gamma+\Omega_{z0}(sin\psi sin\nu cos\gamma+cos\psi sin\gamma)-\omega_y$ (1)

$\beta=(-\Omega_{y0}cos\nu sin\gamma+\Omega_{z0}(cos\psi cos\gamma-sin\psi sin\nu sin\gamma)-\omega_z )/cos\alpha$ , где $\omega_x, \omega_y, \omega_z$ - показания ДУС - проекции угловой скорости вращения корпуса на оси связанной СК, углы $\psi$ (курса), $\nu$ (тангажа), $\gamma$ (крена) - вычисленные углы поворота связанной СК относительно выбранной инерциальной СК.

В [1] и [2] предлагается организовать управление кардановым подвесом, задавая вырабатываемый ДМ силовой момент по закону:

$M_{\alpha}=K1(\alpha-\alpha_p) + K2(\Omega_{yo})$ (2)

$M_{\beta}=K1(\beta-\beta_p) + K2(\Omega_{яo})$ , где $\alpha$ и $\beta$ - измеряемые ДУ величины отклонения карданового подвеса; $\alpha_p, \beta_p$ – расчетные значения, полученные интегрированием первых двух уравнений системы (1) соответственно; $M_{\alpha}, M_{\beta}$ – вырабатываемые ДМ силовые моменты. Времена сканирования строки и «разворота» заданы неизменными.

Рассматривается возможность управления по закону:

$M_{\alpha}=K(\alpha-\alpha_p)$ (3)

$M_{\beta}=K(\beta-\beta_p), \alpha и \beta$ определяются по показаниям ДУ карданового подвеса; $\alpha_p$ и $\beta_p$ – значения, определяемые системой (1).

Предлагаемый дифференциальный закон регулирования [3]не минимизирует ошибку выходного сигнала – углы $\alpha$ и $\beta$ - в установившемся режиме. Но, что для нас более существенно, улучшает динамику системы.

Для контроля выхода углов отклонения из допустимых пределов:

«Разворот» подвеса начинается по превышению $|\alpha|$ некоторой величины $\alpha_m$
При превышении $|\theta|$ (углом отклонения оптической оси от продольной оси корпуса) величины $\theta_m$ вырабатывается сигнал управления рулевыми машинами, вызывающий поворот корпуса.

Рассматривается также возможность релейного управления и отказа от ЦАП ДМ – ( $K->\infty)$ .

Предлагаемый закон управления позволяет минимизировать необходимые вычисления.

Список литературы:

П.А.Гущин, А.Г. Кардашян «Организация сканирования индикаторного быстродействующего подвеса системы наведения с использованием автономных волоконно-оптических гироскопов» Материалы XLII конференции МФТИ, 1999г, т2.
П.А. Гущин «Разработка и исследование индикаторного быстродействующего подвеса широкоугольного приемного узла высокоточной системы наведения с использованием волоконно-оптических гироскопов», дисс. работа, Москва 2000г..
В.А. Бессекерский, Е.П.Попов «Теория систем автоматического регулирования», Москва 1972, «Наука».