Исследование точности самонаведения в условиях помех и маневра объекта при наличии нелинейностей в контуре управления

• Автор: Нгуен Куанг Винь
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1.1. Типы случайных процессов

1.1.1. Определение вероятностного процесса

1.1.2. Стационарные случайные процессы.

1.1.3. Нормальные процессы.

1.1.4. Винеровский процесс.

1.1.5. Марковские процессы.

1.2. Методы математического описания случайных воздействий на систему

1.2.1. Моменты случайной величины

1.2.2. Асимметрия и эксцесс.

1.2.3. Нормальные функции и нормальное распределение.

1.2.4. Разложение в ряд ГрамаШарлье.

1.3. Прохождение случайных процессов через нелинейную динамическую систему.
1.4. Функции плотности вероятности ошибки .
1.4.1. Ошибки системы самонаведения .
1.4.2. Анализ моделей движения объекта в задаче оптимального преследования.
1.4.3. Плотность вероятности суммы синусоидального колебания со случайной начальной фазой и нормального шума.
Выводы по главе 1.
стр.
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМ САМОНАВЕДЕНИЯ С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНОСТЕЙ В КОНТУРЕ
2.1. Задача оптимального преследования ЛА при сближении с объектом, совершающим маневр с синусоидальной нормальной перегрузкой
2.2. Влияние ограничения угловой скорости линии визирования
2.2.1. Первый случай
2.2.2. Второй случай
2.2.3. Третий случай
2.3. Влияние ограничения скорости рулевого привода 6.
2.4. Влияние ограничения угловой скорости линии визирования и ограничения скорости рулевого привода
Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ЛИНИИ ВИЗИРОВАНИЯ ПРИ МАНЕВРЕ ОБЪЕКТА.
3.1. Коррекция закона наведения
3.2. Определение требований к нелинейным характеристикам с учетом точности самонаведения.
3.2.1. Воздействия на систему представляют собой полезный сигнал и случайную помеху
3.2.2. Воздействия на систему представляют собой синусоидальный сигнал и случайную помеху
3.2.3. Определение коэффициента усиления, обеспечивающего минимум ошибки воспроизведения случайного сигнала
3.2.4. Оптимизация нелинейных систем автоматического управления при случайных входных сигналах.
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА
ПРЕСЛЕДОВАНИЯ МАНЕВРИРУЮЩЕГО ОБЪЕКТА С ПРОГНОЗОМ ЕГО ДВИЖЕНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ ОГРАНИЧЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ линии ВИЗИРОВАНИЯ
4.1. Модель процесса с двумя источниками белого шума
4.2. Исследование модели Тейла Вейджа при прогнозирований изменения угловой скорости визирования ЛА объекта
4.3. Синтеза алгоритм оптимального управления на основе прогнозирования траектории объекта.
4.4. Анализ влияния ограничения угловой скорости линии визирования
на точности самонаведения.
Выводы по главе 4.
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
САМОНАВЕДЕНИЯ
5.1. Моделирование процессов при различных величинах ограничения
5.2. Моделирование процессов при ограничении 8.
Выводы по главе 5.
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Тем не менее, поиск эффективных методов решения таких задач является актуальной проблемой. Структурная
схема системы самонаведения имеет вид, представленный на рис. В.1. Рис. В.1. Нелинейность I НЭ I вводится из соображений прочности для ограничения максимальной маневренности летательного аппарата. Нелинейность II НЭ II имитирует ограничение скорости рулевого привода, которое выбирается, исходя из обеспечения желаемой полосы пропускания рулевого привода, в том числе при действии случайного сигнала на его входе. Выходом кинематического звена является относительные координаты, измеряемые головкой самонаведения, что позволяет замкнуть систему самонаведения. Математическая модель кинематического звена и связь между кинематическими параметрами и углами, измеряемыми головкой самонаведения ГСН изображена на рис. В.2. Рис. В.2. На этом рисунке изображено в плоскости векторов Ула и У0 взаимное расположение ЛА и объекта точка ЛА соответствует центру масс ЛА, а точка Ц центру масса объекта. ЛА и объекта. Из рассмотрения рис. У0оеодУллсовд, в. Щ К ып0в д УЛА Бт0 д, в. Из этой системы в. ЛА с перегрузками ЛА 0 Я и цели 0о я. Действительно, дифференцируя уравнение в. Уо соэС0о д У0 п д Улл соз6 д УЛАвт6 д в. З гд 2гд Ут0одУов0сыв0 улаз4п6дУЛАвсо9дв. Эти нелинейные нестационарные дифференциальные уравнения определяют четыре переменных ,,i. ГСН с помощью угломерного устройства, называемого пеленгатором объекта, измеряет угловое рассогласование между линией визирования объекта ОХц и отсчетной осью антенны ОХа
Так как антенна имеет относительно небольшой угол зрения до зависимости от размеров антенны и длины волны сигнала то измерение угла в возможно только в таких пределах. Режим слежения осуществляется поворотом оси антенны в сторону уменьшения рассогласования в. ГСН, поворот может осуществляться несколькими способами. Для получения данных об угловом положении объекта необходимо ввести информацию об угловом положении оси антенны ОХ а относительно неподвижной оси ОХ . Так как 7 7, то с учетом в. В силу отмеченной произвольности начального положения оси ОХ у
Рис. В.З. В это выражение входит только доступная информация об угле . Структурная схема такого измерителя показана на рис. В.З. На основе эффекта Доплера радиолокационная головка самонаведения может измерять относительную скорость сближения г. Таким образом, может быть получена информация об угловом положении линии визирования и скорости М сближения объекта г. Нелинейные элементы, входящие в состав контуры управления, являются статическими. Типичная характеристика нелинейного звена типа ограничение зоны линейности насыщение приведена на рисунке В. Рис. В.4. Задача самонаведения решается, как правило, в условиях воздействия различного рода помех и маневра объекта, а в качестве метода наведения используется метод пропорциональной навигации, т. Синтез законов управления осуществляется в этом случае по критерию минимума среднего квадрата промаха и при предположении, что закон распределения случайных воздействий является нормальным. Ставится задана провести исследование динамической точности системы самонаведения с учетом основных нелинейных характеристик е элементов. В качестве таких нелинейных характеристик, наиболее существенно влияющих на устойчивость и точность самонаведения выбраны ограничение угловой скорости линии визирования и ограничение угловой скорости рулевого привода, так как первое ограничение является ограничением управляющего сигнала, а второе влияет на полосу пропускания рулевого привода при случайных воздействиях и соответственно может привести к потере устойчивости системы стабилизация. Провести исследование процессов самонаведения ЛА на маневрирующий объект при классическом решении такой задачи и при решении этой задачи с прогнозом движения объекта. И в том и другом случае исследование должно проводиться с учетом нелинейностей в контуре управления. Провести анализ эффективности различных законов управления самонаведением ЛА и разработать рекомендации по их использованию на практике.