DE1578299B2 - PROCEDURE FOR RETAINING THE MEETING POINT FOR PASSIVE LOCATIONS IN THE SELF-STEERING PHASE USING PROPORTIONAL NAVIGATION OF JOINTED SHELVES - Google Patents

PROCEDURE FOR RETAINING THE MEETING POINT FOR PASSIVE LOCATIONS IN THE SELF-STEERING PHASE USING PROPORTIONAL NAVIGATION OF JOINTED SHELVES

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DE1578299B2
DE1578299B2 DE1967L0057648 DEL0057648A DE1578299B2 DE 1578299 B2 DE1578299 B2 DE 1578299B2 DE 1967L0057648 DE1967L0057648 DE 1967L0057648 DE L0057648 A DEL0057648 A DE L0057648A DE 1578299 B2 DE1578299 B2 DE 1578299B2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Treffpunktvorverlegung für passiv ortende, auf Winkelgeschwindigkeit geregelte und in der Eigenlenkphase mittels Proportionalnavigation gelenkte Torpedos, wobei in Zielnähe eine Umschaltung auf Schielwinkelkurve erfolgt und der Schielwinkel so bemessen wird, daß der Gegner etwa mittschiffs getroffen wird.The invention relates to a method for bringing the meeting point forward for passively locating to angular velocity regulated torpedoes and steered torpedoes in the self-steering phase by means of proportional navigation, in the vicinity of the target there is a switch to the squint angle curve and the squint angle is measured in this way that the enemy will be hit about midships.

Fast alle Torpedos sind heutzutage mit einem akustischen Zielsuchkopf (Sonar) ausgerüstet, der es gestattet, nach Auffassen des gegnerischen Zieles auf Eigenlenkung umzuschalten. Als Sensor zur Zielerfassung und zur Erzeugung der Lenkbefehle für das Geschoß ist eine drehbare Antenne im Kopf des Geschosses eingebaut, die sich selbsttätig mit Hilfe eines sogenannten »Nachlaufsystems« auf das Ziel richtet und auf das Ziel gerichtet bleibt, auch wenn das Geschoß oder das Ziel irgendwelche Bewegungen vollführen; man sagt, »die Antenne hängt sich auf das Ziel ein«, d. h., die Hauptachse ihrer Richtkeule zeigt in Richtung Ziel. Weicht die Hauptachse der Richtkeule aus der Zielrichtung aus, dann wird von der Antenne ein Signaleinfallswinkel ψα gemessen, der den Nachlaufkreis in Gang setzt und die Antenne wieder aufs Ziel richtet, bis die ψα proportionale Empfangsspannung zu Null und daher der Nachlaufkreis stillgesetzt wird. Der Nachlaufkreis reagiert dabei so schnell, daß er Geschoß- oder Zielbewegung mühelos folgen kann.Almost all torpedoes are nowadays equipped with an acoustic target seeker (sonar), which allows you to switch to self-steering after the enemy target has been grasped. A rotatable antenna is installed in the head of the projectile as a sensor for target acquisition and for generating the steering commands for the projectile, which automatically directs itself to the target with the help of a so-called "tracking system" and remains aimed at the target, even if the projectile or the target make any movements; it is said that "the antenna is attached to the target", ie the main axis of its directional lobe points in the direction of the target. If the main axis of the directional lobe deviates from the target direction, the antenna measures an angle of incidence of the signal ψ α , which sets the tracking circuit in motion and directs the antenna back to the target until the reception voltage proportional to ψ α is zero and the tracking circuit is therefore shut down. The follow-up circuit reacts so quickly that it can effortlessly follow the bullet or target movement.

Die Lage der Hauptachse der Antenne kann nun gegen eine raumfeste Bezugsrichtung gemessen werden (z. B. durch Kreisel), und der festgestellte Winkel ist die Peilung zum Ziel. Verwendet man an Stelle eines Kreisels einen Wendekreisel, dann kann man auch die Peilwinkeländerung messen.The position of the main axis of the antenna can now be measured against a fixed spatial reference direction (e.g. by gyroscope), and the angle observed is the bearing to the target. One uses in place a gyro a rate gyro, then you can also measure the bearing angle change.

Bis zum Auffassen des Zieles werden die Torpedos im allgemeinen über einen sich abspulenden Draht von einem sich an Bord der Abschlußstelle befindlichen Feuerleitrechner gelenkt. Die vornehmlich hierbei benutzten und bekannten Lenkverfahren sind das Kollisionskursverfahren (KKV) und das Zieldeckungsverfahren (ZDV). Nach Auffassen des Zieles durch den Zielsuchkopf wird auf Eigenlenkung des Geschosses umgeschaltet. Die Lenkung des Geschosses in der Eigenlenkphase erfolgt sodann mittels der Proportional-Navigation (PN). Dieser PN-Lenkregel liegt folgende mathematische Gleichung zugrunde:Until the target is reached, the torpedoes are generally guided over a wire that is uncoiled steered by a fire control computer located on board the locking point. The primarily The steering methods used and known here are the collision course method (KKV) and the target coverage method (ZDV). After the target seeker has grasped the target, the self-steering of the Floor switched. The projectile is then steered in the self-steering phase by means of proportional navigation (PN). This PN steering rule is based on the following mathematical equation based on:

Wts = K-p'Wtg Differential-Form (1) Wts = K-p'Wtg differential form (1)

Vis — Kp'Wtg + Ψο Integral-Form (2) Vis - Kp'Wtg + Ψ ο integral form (2)

Hierin stellt ψΐ3 den Geschoß-Sollkurs, y)tg die vom Zielsuchkopf ermittelte Peilung vom Geschoß zum Ziel und Kn eine Navigationskonstante dar. Alle Win-Here, ψ ΐ3 represents the target course for the bullet, y) tg the bearing from the bullet to the target determined by the seeker head, and K n represents a navigation constant.

kel werden dabei rechtsweisend gegen die Nordrichtung gemessen. Mit ψ sind die entsprechenden Winkelgeschwindigkeiten bezeichnet.angles are measured against the north, pointing to the right. The corresponding angular velocities are denoted by ψ.

Ein bekannter Nachteil der eigengelenkten, passiv ortenden Torpedos besteht darin, daß der TorpedoA known disadvantage of self-guided, passively locating torpedoes is that the torpedo

immer die Geräuschquelle, die in dem Kielwasser hinter der Schiffsschraube des Gegners zu suchen ist, anläuft. Hierdurch kommt es entweder zu gar keinen oder nur zu sehr unwirksamen Treffern in achterlichen Schiffslagen.always the source of noise to be found in the wake behind the opponent's propeller, starts up. This results in either no hits at all or only very ineffective hits in aft Ship positions.

Im 2. Weltkrieg wurden die Torpedos nach Hundekurve gelenkt, d. h., der Peilwinkel zwischen Torpedoachse und Sichtlinie wurde auf Null gehalten. Der Torpedo traf den Gegner stets achtern. Später ist bei mathematischen Untersuchungen zur Verbesserung der Lenkverfahren festgestellt worden, daß die Lenkung nach Hundekurve ein Spezialfall der PN-Navigation ist. Regelungstechnisch bedeutet die Lenkung nach Hundekurve, daß der Verstärkungsfaktor des Lehkreglers Kp1 und der Peilwinkel zwischen Torpedoachse und Sichtlinie ψ0 = O gesetzt werden muß. Durch Überlagerung einer sinusförmigen Schlängelbewegung konnte man in vielen Fällen einen Treffer der Schraube vermeiden und den Treffpunkt mehr in Schiffsmitte verlegen.During World War II the torpedoes were steered according to the dog curve, ie the bearing angle between the torpedo axis and line of sight was kept at zero. The torpedo always hit the enemy aft. Later on, mathematical investigations to improve the steering process revealed that steering according to dog-cornering is a special case of PN navigation. In terms of control technology, steering according to the dog curve means that the gain factor of the training regulator K p - 1 and the bearing angle between the torpedo axis and line of sight ψ 0 = O must be set. By superimposing a sinusoidal snaking motion, it was possible in many cases to avoid a hit with the screw and move the point of contact more towards the center of the ship.

Ein weiterer Spezialfall der Proportional-Navigation ist die bekannte Schielwinkelkurve, bei der, mathematisch gesehen, die Abweichung der Torpedoachse von der Sichtlinie zum Gegner den Schielwinkel darstellt.Another special case of proportional navigation is the well-known squint angle curve in which, From a mathematical point of view, the deviation of the torpedo axis from the line of sight to the enemy is the squint angle represents.

Eine Proportionalnavigation nach Hundekurve bzw. nach Schielwinkelkurve ist heutzutage in der Eigenlenkphase von Torpedos nicht mehr üblich. Vielmehr wird gegenwärtig die Proportionalnavigation mit Verstärkungsfaktoren .K7, >1 (5 bis 10) bevorzugt, wodurch das Geschoß auf einen Kollisionskurs gezwungen wird. Der Nachteil, daß das Geschoß die Geräuschquelle und damit das Schraubenwasser anläuft, besteht bei den verwendeten Sonar-Zielsuchköpfen weiterhin. Da bei der Lenkung auf Kollisionskurs das gegnerische Ziel im allgemeinen unter einem gewissen Winkel und nicht genau aus achterlicher Richtung angelaufen wird, ist die bekannte Überlagerung einer sinusförmigen Schlängelbewegung hier wenig sinnvoll — insbesondere deshalb, weil die Gefahr besteht, daß das Geschoß am Ziel gerade nach der falschen Seite eine Schlängelbewegung ausführt. Zur Erzielung wirksamer Treffer wurde bereits in der deutschen Patentanmeldung P 15 78 298.6 vorgeschlagen, dem Lenkregelkreis des Geschosses, das nach Proportionalnavigation mit einem Verstärkungsfaktor Kp > 1 gelenkt wird, in Zielnähe auf eine konstante Störgröße aufzuschalten, wobei der Betrag der Störgröße in Abhängigkeit von der Basisauslenkung des Zielsuchkopfes und eventuell der Einschaltentfernung gewählt werden soll. Untersuchungen haben gezeigt, daß sich bei diesem Verfahren eine starke Parameterempfindlichkeit ergibt.Proportional navigation based on a dog curve or a squint angle curve is no longer common in the self-steering phase of torpedoes. Rather, proportional navigation with gain factors .K 7 ,> 1 (5 to 10) is currently preferred, which forces the projectile on a collision course. The disadvantage that the projectile encounters the noise source and thus the screw water continues to exist with the sonar homing heads used. Since when steering on a collision course the enemy target is generally approached at a certain angle and not exactly from the aft direction, the well-known superimposition of a sinusoidal snaking movement makes little sense here - especially because there is a risk that the projectile will straight ahead at the target snakes on the wrong side. To achieve effective hits, it has already been proposed in German patent application P 15 78 298.6 to switch the steering control circuit of the projectile, which is steered according to proportional navigation with a gain factor K p > 1, to a constant disturbance variable in the vicinity of the target, the amount of the disturbance variable depending on the base deflection of the seeker head and possibly the switch-on distance should be selected. Investigations have shown that this method has a high level of sensitivity to parameters.

Es wurden weiterhin mathematische ÜberlegungenThere were still mathematical considerations

angestellt, um wirksame Treffer und eine gewisse Parameterunempfindlichkeit dadurch zu erzielen, daß in Zielnähe eine Umschaltung auf Schielwinkelkurve erfolgt, wobei der Schielwinkel so bemessen wird, daß der erste Schnittpunkt der Spiralbahn mit dem Gegnerkurs etwa mittschiffs liegt.employed in order to achieve effective hits and a certain insensitivity to parameters in that In the vicinity of the target there is a switch to the squint angle curve, whereby the squint angle is measured in such a way that that the first point of intersection of the spiral path with the opponent's course is about midships.

Zum besseren Verständnis sollen zunächst Lösungen zur Erzeugung der Schielwinkel-Lenkregel beschrieben werden, zu denen der Fachmann ohne erfinderisches Zutun gelangt. Dies geschieht an Hand der Fig. 1 bis 3. Es zeigtFor a better understanding, solutions for generating the squint angle steering rule will first be described to which the skilled person arrives without inventive step. This is done by hand 1 to 3. It shows

F i g. 1 eine allgemeine Gefechtssituation,F i g. 1 a general combat situation,

F i g. 2 ein Blockschema des Regelkreises zur Realisierung der Schielwinkel-Lenkregel bei einem kursgeregelten Geschoß,F i g. 2 shows a block diagram of the control loop for realizing the squint angle steering rule in a course-regulated floor,

F i g. 3 ein Blockschema des Regelkreises zur Realisierung der Schielwinkel-Lenkregel bei einem auf Winkelgeschwindigkeit geregelten Geschoß, das direkt von dem Zielsuchkopf beeinflußt wird.F i g. 3 is a block diagram of the control loop for realizing the squint angle steering rule in a projectile regulated at angular velocity, which is directly influenced by the homing head.

In der F i g. 1 ist eine allgemeine Gefechtssituation mit einem sich in der Eigenlenkphase befindlichen Geschoß T und einem gegnerischen Ziel G dargestellt. Die eingezeichneten horizontalen Winkel ψ sind gegen die Nordrichtung gemessen. Im einzelnen bedeuten die eingetragenen Bezugszeichen folgendes:In FIG. 1 shows a general combat situation with a projectile T in the self-steering phase and an opposing target G. The drawn horizontal angles ψ are measured against the north direction. In detail, the registered reference symbols mean the following:

rpg = Gegnerkurs rpg = opponent's course

vs = Gegnergeschwindigkeit v s = opponent's speed

V1 = Geschoßgeschwindigkeit V 1 = bullet speed

V« = Geschoßkurs, zugleich Lagewinkel der
Geschoßlängsachse
V «= course of the bullet, at the same time the angle of the
Longitudinal axis of the storey

Ψί = Winkel, um den die schwenkbare Antenne gegen die Geschoß-Längsachse ausgelenkt ist Ψί = angle by which the pivoting antenna is deflected from the longitudinal axis of the projectile

ψαWinkel des Signaleinfalls auf die Antennenkeule ψ α - angle of incidence of the signal on the antenna lobe

y)tg = Peilwinkel Geschoß—Gegner y) tg = bearing angle projectile - enemy

Ä/g = Entfernung Geschoß—GegnerÄ / g = distance between projectile and enemy

Nach F i g. 2 kann bei einem Geschoß, das kursgeregelt ist und demnach als Meßwert für die Lenkung die Peilung Geschoß — Ziel y>tg erhält, das vorgeschlagene Verfahren in der Weise realisiert werden, daß man zu dem durch das Meßorgan 22 gemessenen Peilwinkel ψ,ε, der im Lenkregler 23 nach erfolgter Umschaltung mit dem Verstärkungsfaktor K1, = 1 multipliziert wird, das konstante Signal ψ0 hinzuaddiert. Dies geschieht in dem Additionsglied 24, in welchem dem Wert Kp · xptg eine dem Schielwinkel ψ0 entsprechende elektrische Größe überlagert wird. Prinzipiell könnte diese Überlagerung auch in dem Soll-Istwert-Vergleichsglied 25 vorgenommen werden. Die Regelabweichung Δψ{ — Vis ~ Ψα beaufschlagt das Ruderstellglied in 26. Der ausgegebene Istkurs ψη wird an die Kinematik 21 und das SoIl-Istwertvergleichsglied 25 zurückgegeben. Ein im Augenblick der Umschaltung von Proportionalnavigation auf Schielwinkelkurve vorhandener Istwert ψ« (O) wird dem von dem Ruderstellglied 26 ausgegebenen Istkurs in einem Additionsglied 27 überlagert und ergibt den tatsächlichen Geschoß-Istkurs v>«.According to FIG. 2, the proposed method can be implemented in the case of a projectile that is course-controlled and therefore receives the bearing projectile - target y> tg as the measured value for the steering, in that one follows the bearing angle ψ, ε , the measured by the measuring element 22 in the steering controller 23 after switching over by the gain factor K 1 = 1 is multiplied, the constant signal ψ 0 is added. This takes place in the addition element 24, in which an electrical variable corresponding to the squint angle ψ 0 is superimposed on the value K p · xp tg. In principle, this superimposition could also be carried out in the setpoint / actual value comparison element 25. The control deviation Δψ { - Vis ~ Ψα acts on the rudder control element in 26. The actual course ψ η output is returned to the kinematics 21 and the target actual value comparison element 25. An actual value ψ ″ (O) present at the moment of switching from proportional navigation to squint angle curve is superimposed on the actual course output by the rudder actuator 26 in an adder 27 and results in the actual floor course actual course v>.

Bei einem Geschoß, das nicht kursgeregelt ist, sondem eine Winkelgeschwindigkeitsregelung besitzt, müßte, um das vorgeschlagene Verfahren in einfacher Weise zu realisieren, die normalerweise schwenkbar angeordnete Antenne, die sich ans Ziel hängt, auf einen festen Winkel — nämlich das Negative des Schielwinkels ψ0 —- eingestellt werden. Dies ist nur dann möglich, wenn die Antenne — wie bereits vorher erwähnt — zwar weiterhin den Schalleinfallswinkel ψα mißt, nun aber direkt die Bewegung des auf Winkelgeschwindigkeit geregelten Geschosses in der Weise beeinflußt, daß xpa = 0 gemacht wird. In diesem Fall erfolgt die Realisierung der Schielwinkel-Lenkregel xpts = xptg + ψ0 nach dem in der F i g. 3 dargestellten Blockschema:In the case of a projectile that is not course-controlled but has angular velocity control, the normally pivotable antenna that hangs on the target would have to be set to a fixed angle - namely the negative of the squint angle ψ 0 - in order to implement the proposed method in a simple manner —- be discontinued. This is only possible if - as already mentioned - the antenna continues to measure the angle of sound incidence ψ α , but now directly influences the movement of the projectile regulated for angular velocity in such a way that xp a = 0. In this case, the squint angle steering rule xp ts = xp tg + ψ 0 is implemented according to the one shown in FIG. 3 block diagram shown:

Der Schalleinfallswinkel %pa ist auf Grund der vorliegenden Geometrie durch folgende Beziehung gegeben The angle of sound incidence % p a is given by the following relationship due to the given geometry

Ψα = Ψίι~ Ψη— ( — Ψη) Ψα = Ψίι ~ Ψη— (- Ψη)

ψη ist hierin der durch eine feste Einstellung des Antennensystems gegenüber der Geschoß-Längsachse vorgegebene Schielwinkel; er entspricht in diesem Fall dem früher + ψ& genannten Winkel (s. Fig. 1). Man gibt ihn durch eine Schwenkung der Antenne des Zielsuchkopfes gegen die Geschoßlängsachse vor. Innerhalb der durch die Geometrie geschlossenen fiktiven Kursregelschleife (unterhalb der gestrichelten Linie in F i g. 3) erhält man fiktiv den »Kurssollwert« für das Geschoß- ψ η is the squint angle specified by a fixed setting of the antenna system with respect to the longitudinal axis of the projectile; in this case it corresponds to the angle mentioned earlier + ψ & (see Fig. 1). It is given by swiveling the antenna of the homing head against the longitudinal axis of the bullet. Within the fictitious course control loop closed by the geometry (below the dashed line in FIG. 3) one receives the fictitious "course setpoint" for the floor

Wts = Ψίζ - (-W0) — Wie + Wq Wts = Ψίζ - (-W 0 ) - As + Wq

indem man der gemäß der Kinematik 31 geometrisch vorliegenden Peilung Geschoß — Ziel \ptg in einem Additionsglied 32 den Schielwinkel ψ0 überlagert. Die Überlagerung des Schielwinkels ψ0 geschieht hierbei nicht durch Einspeisung einer entsprechenden elektrischen Größe, sondern liegt bereits ebenfalls in der Geometrie durch Schwenkung der drehbaren Antenne gegen die Geschoßlängsachse um einen entsprechenden Betrag vor.by superimposing the squint angle ψ 0 in an addition element 32 on the bearing projectile - target \ p tg, which is geometrically present in accordance with the kinematics 31. The squint angle ψ 0 is not superimposed by feeding in a corresponding electrical variable, but is also already present in the geometry by pivoting the rotatable antenna against the longitudinal axis of the projectile by a corresponding amount.

Der auf diese Weise geometrisch gebildete fiktive »Kurssollwert« y>ts wird in dem Vergleichsglied 33 mit dem Kursistwert ψΗ fiktiv verglichen. Auf diese Weise erhält man den geometrisch vorliegenden Schalleinfallswinkel ψα. Dieser Schalleinfallswinkel ψα wird von einem Phasendiskriminator34 im Sonarkopf erkannt und in eine zu ψα proportionale Spannung umgeformt. Diese wird in dein Lenkregler 35 mit dem Verstärkungsfaktor .K7, multipliziert und bildet so den Sollwert y>ts des auf Winkelgeschwindigkeit geregelten Geschosses. Durch Vergleich des Sollwertes mit der Geschoß-Istwinkelgeschwindigkeit ψ«1 in einem Vergleichsglied 36 erhält man die Regelabweichung Δ ψ, =\pts — φ«, die das Ruderstellglied in 37 beaufschlagt. Die Istwinkelgeschwindigkeitsänderung ψα des Geschosses wird einmal auf das Vergleichsglied 36 zurückgeführt und zum anderen nach Formal-Integration (Integrierglied 38) und einer Korrektur um den im Umschaltaugenblick (i=0) vorliegenden Geschoßkurs-Istwert ψη (0) als Istkurs ψ« der Kinematik 31 und dem Vergleichsglied 33 zugeführt.The fictitious “nominal course value” y> ts formed geometrically in this way is fictitiously compared in the comparison element 33 with the actual course value ψ Η. In this way, the geometrically existing angle of sound incidence ψ α is obtained . This angle of sound incidence ψ α is recognized by a phase discriminator34 in the sonar head and converted into a voltage proportional to ψ α. This is multiplied by the gain factor .K 7 in the steering controller 35 and thus forms the target value y> ts of the projectile regulated to angular velocity. By comparing the setpoint value with the actual projectile angular velocity ψ « 1 in a comparison element 36, the control deviation Δ ψ, = \ p ts - φ”, which acts on the rudder control element in 37, is obtained. The actual change in angular velocity ψα of the projectile is fed back to the comparison element 36 on the one hand and after formal integration (integrating element 38) and a correction by the actual course value ψ η (0) of the storey course present at the moment of switching (i = 0) as the actual course ψ «of the kinematics 31 and the comparison element 33 supplied.

Die Realisierung der Schielwinkel-Lenkregel Wis — Wig + Vo ™ Augenblick der Umschaltung von Proportionalnavigation auf Schielwinkelkurve in der an Hand der F i g. 3 beschriebenen Weise wird in der Praxis auf Schwierigkeiten stoßen, weil üblicherweise in den Geschossen nur eine Nachlaufregelung des Antennensystems des Zielsuchkopfes vorgesehen ist, dagegen aber keine Winkel-Festeinstellung im Ge- The realization of the squint angle steering rule Wis - Wig + Vo ™ Moment of switching from proportional navigation to the squint angle curve in the FIG. 3 will encounter difficulties in practice because usually only a tracking control of the antenna system of the homing head is provided in the floors, but no fixed angle setting in the system.

schoß, wie dies unabdingbar zur Voraussetzung bei der Realisierung der Schielwinkel-Lenkregel nach F i g. 3 gemacht wurde. In diesem Fall, der der weitaus häufigste ist, war man bisher der Auffassung, daß die Realisierung einer Schielwinkelkurve nicht möglieh ist. Auf der anderen Seite ist es aus regelungstechnischen Gründen günstig, das Geschoß auf Winkel-Geschwindigkeit zu regeln.shot, as is indispensable to the prerequisite for the realization of the squint angle steering rule F i g. 3 was made. In this case, which is by far the most common, it was previously believed that the realization of a squint angle curve is not possible. On the other hand, it is from control engineering Favorable reasons to regulate the projectile to angular velocity.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein regeltechnisches Verfahren zu schaffen, mit dem die Umschaltung von einem mittels Proportional-Navigation gelenkten Torpedo auf Schielwinkelkurve erfolgen kann.The object of the invention is therefore to create a control method with which the switchover from a torpedo steered by means of proportional navigation on a squint angle curve can.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Verstärkungsfaktor des Lenkreglers für die Proportional-Navigation im Umschaltaugenblick auf Eins gesetzt und in den Lenkregler eine Winkelgeschwindigkeitsstörgröße ($) über eine bestimmte Zeit (τ) eingespeist wird, so daß die für die Schielkurve notwendige Störgröße ψεΙοΓ =ψ ■ τ so wird.To solve this problem, the invention proposes that the gain factor of the steering controller for proportional navigation is set to one at the moment of switching and that an angular velocity disturbance variable ($ ) is fed into the steering controller over a certain time (τ) so that the disturbance variable necessary for the squint curve ψ εΙ ο Γ = ψ ■ τ so becomes.

Der Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung liegt insbesondere darin, daß für in der Eigenlenkphase mittels Proportional-Navigation gelenkte Torpedos der Übergang auf Schielwinkelkurve insofern günstiger ist als die Aufschaltung einer konstanten Störung, weil die Parameterempfindlichkeit geringer wird.The advantage of the method according to the invention is in particular that for in the self-steering phase Torpedoes steered by means of proportional navigation are the transition to the squint angle curve in this respect is cheaper than switching on a constant disturbance, because the parameter sensitivity is lower will.

An Hand der F i g. 4 und 5 soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigtOn the basis of FIG. 4 and 5 the invention is to be explained in more detail. It shows

F i g. 4 ein Blockschema des Regelkreises zur Realisierung der Schielwinkel-Lenkregel bei einem auf Winkelgeschwindigkeit geregelten Geschoß, das indirekt über den gemessenen Nachlauf des Zielsuchkopfes beeinflußt wird,F i g. 4 is a block diagram of the control loop for realizing the squint angle steering rule in a projectile regulated to angular velocity, indirectly via the measured wake of the target seeker head being affected,

F i g. 5 ein regelungstechnisch-äquivalentes Blockschema zu Fi g. 4.F i g. 5 is a control-technically equivalent block diagram to FIG. 4th

F i g. 4 zeigt das Blockschema eines auf Winkelgeschwindigkeit geregelten Geschosses. Die Änderung der von der Kinematik 41 ermittelten geomeirischen Peilung Geschoß — Ziel ip{g wird durch das Meßorgan 42 ermittelt. Der so ermittelten Peilungsänderung ψίε wird in dem Additionsglied 43 eine Störgrößenänderung yistör überlagert. Durch Multiplikation der so gebildeten Größe %ptg + %pstör mit dem Verstärkungsfaktor K„ = 1 im Lenkregler 44 erhält man den Sollwert ipls der Geschoß-Kurswinkelgeschwindigkeit. Der Sollwert wird mit dem Istwert der Kurswinkelgeschwindigkeit des Geschosses im Vergleichsglied 45 verglichen, und die Regelabwei- so chungF i g. 4 shows the block diagram of a projectile regulated for angular velocity. The change in the geometrical direction finding projectile - target ip {g determined by the kinematics 41 is determined by the measuring element 42. A disturbance variable change yi disturb is superimposed on the bearing change ψ ίε determined in this way in the addition element 43. By multiplying the thus formed variable % p tg +% p stör with the gain factor K "= 1 in the steering controller 44, the target value ip ls of the projectile course angular velocity is obtained. The nominal value is compared with the actual value of the course angular velocity of the projectile in the comparison element 45, and the control deviation

Störgröße für eine vorgebbare Zeit ist auf den ersten Blick nicht als erfolgsversprechend zu erkennen. Daß dieser Weg jedoch gangbar ist, soll an Hand der F i g. 5 erläutert werden. :; At first glance, the disturbance variable for a specified period of time is not recognizable as promising. That this route is feasible, however, should be shown on the basis of FIG. 5 will be explained. :;

Nimmt man an, daß in der F i g. 4 von der Stelle, an der die Peilungsänderung ψΙε auftritt, bis zu der Stelle, an der der Kurs ψη auftritt, nur lineare Glieder im Lenkregelkreis liegen — und diese Bedingung ist im vorliegenden Fall hinreichend gut erfüllt —, so läßt sich die Integration von ψΗ auf ψ« rein formal verschieben, wie dies in der F i g. 5 dargestellt ist. Regelungstechnisch ändert sich hierbei, in bezug auf den Kurs y>(i, nichts.Assuming that in FIG. 4 from the point at which the bearing change ψ Ιε occurs to the point at which the course ψ η occurs, there are only linear elements in the steering control loop - and this condition is sufficiently well met in the present case - the integration can be carried out from ψ Η to ψ «purely formally, as shown in FIG. 5 is shown. In terms of control technology, nothing changes here with regard to the course y> (i.

Man erkennt jetzt an Hand der Fig. 5, daß vor der Summierstelle mit %pster fiktiv die Peilung Wts ~ Vtg (0) entstanden ist. Interpretiert man die Größe hinter dieser Summierstelle als »Kurssollwert« und setzt man den Verstärkungsfaktor des Lenkreglers auf Eins, so ist die LenkregelIt can now be seen from FIG. 5 that the bearing Wts ~ Vtg (0) has arisen fictitiously in front of the summing point with% p ster. If one interprets the size behind this summation point as a "course setpoint" and sets the gain factor of the steering controller to one, then the steering rule is

>Wts< = Via > Wts < = Via

+ y>stör = Wto ++ y> s tör = Wto +

d. h. also die Schielwinkelregel erkennbar. Um einen bestimmten Schielwinkel xp0 — c · xpb (0) »einzustellen«, mußie the squint angle rule can be seen. In order to "set" a certain squint angle xp 0 - c · xp b (0), must

= VstSr ~ Wig (0) = = VstSr ~ Wig (0) =

störsturgeon

V«(°) + Wb (0)V «(°) + Wb (0)

sein. Alsobe. So

= yjls — ψα= yj ls - ψα

beaufschlagt das auf Winkelgeschwindigkeit geregelte Geschoß 46. Nach Integration des Kurswinkelgeschwindigkeitswertes xpti in dem Integrationsglied 47 und der Überlagerung des im Umschaltaugenblick (/ = 0) vorliegenden Kursistwertes ψ(1 (0) erhält man den Kursistwert ψΗ, der der Kinematik 41 zugeführt wird.acts on the bullet 46, which is regulated to angular velocity. After integrating the course angular velocity value xp ti in the integration element 47 and superimposing the actual course value ψ (1 (0)) present at the moment of switching (/ = 0), the actual course value ψ Η is obtained , which is fed to the kinematics 41 .

Die Maßnahme der Einspeisung einer konstanten In obigen Gleichungen sind mit xptg (0), y>b (0) und ■ψti (0) die Winkel bezeichnet, die im Augenblick der Umschaltung von Proportionalnavigation auf Schielwinkelkurve vorlagen.The measure of feeding in a constant In the above equations, xp tg (0), y> b (0) and ■ ψti (0) denote the angles that existed at the moment of switching from proportional navigation to the squint angle curve.

Da ψu (0) bereits in der Struktur gemäß F i g. 5 vorhanden ist — nämlich als Anfangswert nach der Formalintegration der F i g. 4, muß endgültigSince ψu (0) already exists in the structure according to F i g. 5 is present - namely as the initial value after the formal integration of FIG. 4, must be final

VsIOr = (1+C)-V6(O) VsIOr = (1 + C) -V 6 (O)

eingestellt werden, um einen Schielwinkel
W0 = C. ψ6(0)
be adjusted to a squint angle
W 0 = C. ψ 6 (0)

zu erzwingen. Praktisch heißt das, man muß bei der Umschaltung, von Proportionalnavigation auf Schielwinkelkurve, nur den Verstärkungsfaktor des Lenkreglers auf Eins setzen und in den Lenkregelkreis die konstante Störung mit der Amplitude fpstör für die Zeitto force. In practice this means that when switching from proportional navigation to squint angle curve, you only have to set the gain factor of the steering controller to one and the constant disturbance with the amplitude fp disturb in the steering control loop for the time

T =T =

fstörfstör

einspeisen.feed in.

Die Basis der Akustik des Zielsuchkopfes ist hierbei nicht auf einen konstanten Winkel einzustellen, sondern der Nachlaufregelkreis des Zielsuchkopfes ist wie bei der Proportionalnavigation mit Vorteil weiter in Betrieb zu halten.The basis of the acoustics of the homing head is not to be set to a constant angle, Instead, the tracking control loop of the target seeker head is advantageous, as is the case with proportional navigation continue to operate.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Treffpunktvorverlegung für passiv ortende, auf Winkelgeschwindigkeit geregelte und in der Eigenlenkphase mittels Proportionalnavigation gelenkte Torpedos, wobei in Zielnähe eine Umschaltung auf Schielwinkelkurve erfolgt und der Schielwinkel so bemessen wird, daß der Gegner etwa mittschiffs getroffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsfaktor des Lenkreglers für die Proportionalnavigation im Umschaltaugenblick auf Eins gesetzt und in den Lenkregler eine Winkelgeschwindigkeitsstörgröße (ψ) über eine bestimmte Zeit (r) eingespeist wird, so daß die für die Schielkurve notwendige Störgröße \pstör = ψ · τ wird.Method for moving the meeting point forward for passively locating torpedoes that are regulated at angular speed and steered by means of proportional navigation in the self-steering phase, with a switch to the squint angle curve taking place in the vicinity of the target and the squint angle being measured so that the opponent is hit approximately amidships, characterized in that the gain factor of the steering controller for proportional navigation is set to one at the moment of switching and an angular velocity disturbance variable (ψ) is fed into the steering controller over a certain time (r), so that the disturbance variable required for the squint curve becomes \ p disturbance = ψ · τ .
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C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EF Willingness to grant licences