Оптимальные по комбинированному критерию качества алгоритмы управления объектом при маневре летательного аппарата

• Автор: Токарь, Аркадий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 232 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1 Оптимизация алгоритма траекторного управления по комбинированному критерию качества при маневре летательного аппарата

1.1 Вводные замечания.

1.2 Критерий, обеспечивающий взвешенную сумму минимума квадрата сигнала ошибки и минимума квадрата производной

сигнала ошибки

1.2.1 Синтез алгоритма управления объектом на

основе выбранного функционала качества

1.2.2 Анализ синтезированных законов изменения угловой скорости вращения ЛВ и требуемого значения поперечного ускорения ОУ.
1.3 Способы определения весового коэффициента а для полученного алгоритма наведения ОУ

1.3.1 Требования, накладываемые на траекторию полета ОУ

1.3.2 Анализ возможного изменения коэффициента

при наведении ОУ на неманеврирующий ЛА.
1.3.3 Определение весового коэффициента а в конце управления
1.3.4 Определение весового коэффициента а полученного алгоритма графическим методом
1.3.5 Оптимизация весового коэффициента а в
зависимости от дальности и угла визирования ЛА.
1.3.6 Выбор коэффициента эмпирическим методом,
исходя из априорных сведений о допустимых перегрузках ОУ.
1.3.7 Выбор постоянного значения весового коэффициента
на всем интервале наведения ОУ на ЛА.
1.4 Имитационное моделирование полученного алгоритма траекторного управления объектом.
1.5 Выводы.
2 Теоретико игровой подход определения оптимальных
стратегий поведения ОУ и ЛА.
2.1 Вводные замечания
2.2 Синтез оптимальных с тратегий поведения ОУ и ЛА, обеспечивающих минимаксный конечный промах.
2.3 Анализ синтезированного решения дифференциальной
игры поведения ОУ и ЛА
2.4 Синтез оптимальных стратегий поведения ОУ и ЛА, обеспечивающих минимаксный конечный промах с
учетом энергетических затрат на управление
2.5 Имитационное моделирование полученных решений дифференциальной игры поведения двух
противоборствующих воздушных объектов.
2.6 Выводы
3 Практические аспекты реализации полученного
алгоритма наведения ОУ.
3.1 Вводные замечания.
3.2 Проектирование алгоритма вычисления требуемого значения поперечного ускорения при наведении ОУ синтезированным алгоритмом траекторного управления.
3.3 Аппаратнопрограммная реализация предложенного
алгоритма траекторного управления
3.3.1 Обоснование аппаратной реализации
3.3.2 Программная реализация предложенного
алгоритма траекторного управления
3.3.3 Обзор современных средств аппаратной реализации предложенного алгоритма траекторного
управления.
3.3.4 Выбор микроконтроллера для предложенного
алгоритма траекторного управления
3.4 Требования к интерфейсу устройства стабилизации траектории полета на основе предложенного алгоритма траекторного управления
объектом.
3.5 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Такие виды маневров сопровождаются появлением поперечных и продольных ускорений со сложными законами их изменений Использование режимов сверхманевренности практически исключает эффективный пуск ОУ по противнику. В процессе таких маневров возможны случаи, когда первая производная от ошибки сопровождения может принимать достаточно большие значения. По этой причине целесообразно использовать не только быстрый, но и плавный, без резких колебаний, закон управления. Рассмотренные выше методы не удовлетворяют предъявленным к ним современным требованиям по точности перехвата ЛА , способных совершать сверхманвры. Кроме того, в рассмотренных ранее законах траекторного управления не учитывались затраты требуемых поперечных ускорений на управление наводимого ОУ. В связи с этим, при наведении на маневрирующие ЛА, для стабилизации траектории, уменьшения динамических ошибок наведения и требуемых поперечных ускорений, а также перегрузок ОУ необходимо разрабатывать алгоритмы на основе комбинированных критериев качества. Синтезировать и исследовать алгоритм самонаведения ОУ, реализованный на основе функционала качества, обеспечивающего взвешенную сумму минимума квадрата сигнала ошибки и минимума квадрата производной сигнала ошибки. Рассмотреть возможные пути определения параметров для полученного алгоритма самонаведения ОУ. Провести имитационное моделирование полученного алгоритма самонаведения ОУ. ОУ и ЛА и направлением в пространстве ЛВ 7. Взаимное перемещение двух точек ОУ и ЛА рисунок 1. УцУр скорости ОУ и ЛА, угол между I ОУ ЛА и вектором УцУ , текущие значения высоты и дальности, О начало ситемы координат. Рисунок 1. Для. Тогда система уравнений 1. ДА и ОУ. В настоящее время среди большого разнообразия локальных критериев качества широко известны квадратичные критерии, которые позволяют решать поставленные задачи оптимизации алгоритмов траекторного управления ОУ . Чтобы оценить качество работы следящей системы при локальном управлении в системах самонаведения, а также командного управления часто используют различные модификации интегрально квадратичного функционала Летова Калмана 6,, В работах 4. ОУ, отличающихся друг от друга сложностью и возможностью учета возмущений, воздействующих на ОУ. Однако, полученные на основе данных критериев законы управления не учитывают резкие изменения параметра рассогласования , во время, наведения ОУ на интенсивно маневрирующие ЛА. В процессе таких маневров возможны случаи, когда первая производная от ошибки сопровождения может принимать достаточно большие значения. По этой причине целесообразно использовать не только быстрый, но и плавный, без. То есть квадратичный функционал, для текущего времени, следует дополнить условием. Ъч УцвцрУгврф. На рисунке 1. ЛА не маневрирует зависимость 1 и осуществляет маневр, при котором положение в пространстве изменяется скачкообразно без изменения ориентации строительных осей ЛА зависимость 2, где и н текущее и максимальное время наведения ОУ на ЛА. Рисунок 1. Анализируя представленные зависимости можно сделать вывод после совершения ЛА противоракетного маневра значения ошибок самонаведения ОУ увеличиваются от до 0. Целью данной главы является синтез и анализ алгоритма тракторного управления ОУ, устойчивого к мешающим факторам, в процессе его самонаведения на маневрирующий ЛА. Такой алгоритм, оптимальный по выбранному критерию . ИВС самонаведения. Синтез будет выполняться при условии, что соблюдаются следующие допущения . ЛА маневрирует с мгновенным поперечным ускорением ц. Все фазовые координаты измеряются идеально. О0 , гкоок9 1. Д радиус мертвой зоны. Не учитываются инерционность ОУ ОУ рассматривается как материальная точка, а ее система управления не имеет инерционности. Последнее допущение часто используется в теории управления , , и позволяет существенно упростить математические выкладки. С учетом всех этих предположений задачу синтеза можно сформулировать следующим образом. ЪПсоЩЩ, . Орт,со требуемое и текущее значения угловой скорости вращения I ОУЛАсге0,1 безразмерный весовой коэффициент.