Релейно-линейное управление самонаведением летательного аппарата на маневрирующий объект при прогнозе его движения

• Автор: Чан Нгок Куи
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДВИЖЕНИЯ

ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И ПОНЯТИЕ СИСТЕМЫ САМОНАВЕДЕНИЯ

1.1. Методы наведения летательных аппаратов.

1.2. Особеность самонаведения ЛА на маневрирующий объект

1.3. Маневренные свойства летательных аппаратов.

1.4. Метод самонаведения

1.4.Промах летательного аппарата

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ПОМЕХ И МАНЕВРА ОБЪЕКТА НА СИСТЕМУ

САМОНАВЕДЕНИЯ
2.1. Источники помех и их влияние на систему управления.
2.2. Закон распределения случайных величин
2.4. Исследование устойчивости нелинейных систем при случайных воздействиях.
2.4.1. Явление автоколебаний следящей системы при наличии нелинейных элементов в предварительном усилителе
2.4.2. Явление автоколебаний следящей системы при насыщении силового усилителя
2.4.3. Определение параметров нелинейного звена при случайных воздействиях
Выводы по главе 2.
ГЛАВАЗ. СИСТЕМА САМОНАВЕДЕНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ И ПРИ МАНЕВРЕ
ОБЪЕКТА
3.1. Контур управления системы самонаведения
I
стр
3.2. Задача наведения летательного аппарата на маневрирующий объект
3.3. Нелинейные элементы в контуре управления.
3.3.1. Некоторые типичные нелинейные звены
3.3.2. Схема устройства релейнолинейного закона
3.4. Теория релейнолинейных законов управления ,
3.5. Моделирование промаха в точке встречи при использовании различных законов управления
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ ОБЪЕКТА ПРИ НАВЕДЕНИИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ НА МАНЕВРИРУЮЩИЙ ОБЪЕКТ
4.1. Прогнозирование угловой скорости.
4.2. Метод линейных трендов.
4.3. Метод ТейлаВейджа.
4.4. Метод преобразования Фурье.
4.5. Метод самоорганизации
4.6. Редуцированный алгоритм самоорганизации
4.7. Моделирование прогноза траектории объекта
Выводы по главе 4.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ САМОНАВЕДЕНИЯ ПРИ
ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЛЕЙНОЛИНЕЙНОГО ЗАКОНА УПРАВЛЕНИЯ
5.1. Синтез оптимальной системы с использованием принципа максимума Потрягина.
5.2. Оптимизация преследования ЛА на маневрирующий объект с синусоидальной нормальной перегрузкой.
5.3. Алгоритм синтеза оптимального управления на основе прогнозирования траектории объекта.
5.4. Исследование точности самонаведения при прогнозе движения объекта методом самоорганизации и релейнолинейном законе управления.
5.5. Изменение промаха в точке встречи при различных интервалах времени прогнозирования траектории объекта.
5.6. Оценка эффективности различных законов управления в системе самонаведения
Выводы по главе 5
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Диссертация состоит из Введения, пяти глав, выводов и заключения. В первой главе дано математическое описание динамики ЛА и сформулированные основные понятия системы самонаведения. Источники случайных воздействий на систему управления и характеристика маневра объекта приведены во второй главе. Здесь же проведено исследование внешних случайных воздействий на устойчивость нелинейных систем с ограничением зоны линейности. В третьей главе приведено исследование релейно-линейного закона управления. Приведена структурная схема реализации релейно-линейного закона и дано его теоретическое обоснование. Показано сравнение различных методов самонаведения с этим законом. В четвертой главе исследованы различные методы прогноза движения * объекта и показано, что по точности прогноза наиболее эффективным является метод самоорганизации. В пятой главе дано обоснование эффективности релейно-линейного закона управления и приведены результаты математического моделирования рассмотренных в работе законов самонаведения. Методы исследования: В диссертационной работе использована теория систем автоматического управления, теория случайных процессов, линейная алгебра, теория матриц, вычислительная математика. Результаты моделирования получены с помощью ЭВМ. Публикация: По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ. Отдельные результаты работы докладывались на симпозиуме “Интеллектуальные системы” (Краснодар, ), на конференциях “Актуальные проблемы российской космонавтики” (Москва, ) и “Конференция студенческая научная весна” (Москва, ). Глава 1. В настоящее время разработано большое количество разнообразных алгоритмов наведения. Такие обилие объясняется отсутствием единого универсального метода наведения, который бы был прост в реализации и обладал требуемой эффективностью при любом преследуемом объекте. Наиболее широко распространенными и широко известными методами наведения являются ставшие классическими такие методы наведения, как метод погони, метод постоянного угла упреждения, параллельное и пропорциональное сближение [, ]. Из классических методов наибольшее внимание уделялось пропорциональному наведению (пропорциональному сближению). Исследование этого метода не прекращаются до настоящего времени []. При наведении но методу погони [] вектор скорости летательного аппарата должен быть все время направлен на цель. Верхний знак в выражении (1. Рис. При методе параллельного сближения вектор относительного положения ЛА - цель (линия АВ на рис. Условие (1. В этом случае все величины = Г](! П(0=с<рп(0 (1. Метод этот более общий, чем два предыдущих. Метод трех точек или метод совмещения (метод наведения по лучу) предполагает, что летательный аппарат, пункт наведения и цель располагаются все время на одной прямой. ЛА и объекта соответственно, то видно, что в начале наведения при с1п < с1ц траектория * движения близка к кривой погоне, а в конце наведения, когда с1ц « с! Верхние знаки в уравнении (1. При этом подставляется соответствующее выражение с согласно формуле (1. Нормальное ускорение или перегрузка при движении по кривой погони должны были бы бесконечно расти в момент встречи с целью (см. В действительности они, оставаясь конечными, сохраняют максимально возможное значение до тех пор, пока ЛА снова выйдет на метод погони. Как видно из выражения (1. Уравнения, описывающие движение при пропорциональном сближении, допускают решение в замкнутой форме лишь при значении постоянной метода с = 2 [см. Для этого случая и записано выражение (1. Хотя ускорение в этом случае, как и при движении по кривой погони, может достигать больших значений, уменьшение перегрузки при подлете к объекту по методу пропорционального' сближения делает этот метод достаточно перспективным для систем самонаведения или командного наведения самолетов и объектов. При параллельном сближении двух летательных аппаратов к активному, маневрирующему аппарату также должна прикладываться дополнительная сила, обеспечивающая реализацию метода сближения и достигающая при больших начальных дальностях значительной величины.