JP3882311B2 - Flying object guidance control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、目標と飛しょう体がなす角度を示す目視線角の変化率であるところの目視線角速度を誘導信号として検出して、この誘導信号に比例した加速度を発生させて、飛しょう体を目標に会合させるための誘導制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9は従来の方法による誘導制御装置の全体の構成例を示すブロック図である。図において、1は誘導制御装置、2は目視線角とアンテナ角度との偏差である角度誤差を検出する角度誤差計算部、5は目視線角速度計算値をアンテナ追尾指令としてアンテナを空間安定化しながら目標に指向させるアンテナ空間安定化制御部、17は角度誤差信号に追尾ループゲインを乗じて目視線角速度すなわち誘導信号を計算する追尾ループゲイン切り換え計算部、18は時定数固定ノイズフィルタ、19は物理積分である。
【0003】
従来の方法による誘導制御装置は上記のように構成され、誘導制御装置は、図10にS1として示した目視線角λM とS2として示したアンテナ角度Dとの偏差からS3として示した角度誤差εを図9における角度誤差計算部2で計算する。追尾ループゲイン切り換え計算部17において、角度誤差に追尾ループゲインを乗じて目視線角速度を計算し、この目視線角速度計算値に時定数固定ノイズフィルタ18を通した上で誘導信号として誘導制御装置から出力する。追尾ループゲインは、図11に一例を示すように、飛しょう体と目標との相対距離が小さくなる(接近する)にしたがい、段階的に増加するように切り換える。一方で誘導信号をアンテナ追尾指令としてアンテナ空間安定化制御部5に与えて、アンテナを空間に安定化した上でアンテナを目標方向に指向させる。なお、図9において、S13は目標運動にともなう目視線角速度、S14はアンテナ角速度を表す。誘導制御装置で検出するのは、これらの物理量が積分されたものである。目視線角速度S13を積分した値であるS1で示した目視線角λM として誘導制御装置が検出する。一方アンテナ角速度S14は積分され、S2で示したアンテナ角Dとして誘導制御装置が検出する。図9で19として示した(1/S)は物理積分を表す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような誘導制御装置では、追尾ループゲインの設定がそのまま角度追尾系の帯域の設定となるために、追尾ループゲインの切り換えを多段階とした場合、ゲイン切り換えにともなって飛しょう体の速度が低下するという問題があった。また、目標の運動情報、電波系の情報を得ることなしに追尾ループゲインの切り換えを行うために、必要以上に角度追尾系の帯域を低くしてしまうことにより飛しょう体の運動性能が劣化して、飛しょう体が目標に命中しないという問題があった。逆に角度追尾系の帯域を高くとりすぎてしまった場合、誘導制御装置が検出する角度誤差信号中に含まれるノイズ成分を十分除去することができずに飛しょう体自身の速度が低下してしまい、飛しょう体が目標に命中しないという問題があった。
【0005】
この発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、角度誤差信号に不必要な信号成分であるノイズが混入してしまう場合においても、角度誤差信号に含まれるノイズの計算を行い、このノイズ計算値に応じて、追尾ループ時定数およびノイズフィルタ時定数を設定し、適切な帯域を確保した上で誘導信号を計算することにより、飛しょう体の運動性能を確保しながらノイズの影響を除去した誘導信号を得ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第1の発明による飛しょう体の誘導制御装置は、目標と飛しょう体との相対距離を計算する計算器、相対距離から角度誤差信号に含まれるノイズの大きさを計算する計算器、ノイズ計算値から追尾ループおよびノイズフィルタの時定数を設定するためのゲインを計算するゲイン計算器、時定数に応じた周波数特性を持つノイズフィルタ、時定数に応じた追尾ループゲインを角度誤差信号に乗じて目視線角速度を計算する追尾ループゲイン乗算計算器、目視線角速度計算値をアンテナ追尾指令としてアンテナを空間に安定化させた上でアンテナを目標に指向させるアンテナ空間安定化制御器を持つ。
【0007】
また、第2の発明による飛しょう体の誘導制御装置は、目標と飛しょう体との相対距離から角度誤差信号に含まれるノイズの大きさを計算するための計算式を複数持ち、目標の反射電波強度別にノイズ計算式を選択した上でノイズの大きさを計算する計算器を持つ。
【0008】
また、第3の発明による飛しょう体の誘導制御装置は、目標からの反射電波強度を計算する電波強度計算器と、電波強度から角度誤差信号中に含まれるノイズの大きさを計算する計算器を持つ。
【0009】
また、第4の発明による飛しょう体の誘導制御装置は、目標からの反射電波強度から角度誤差信号に含まれるノイズの大きさを計算する際に、目標からの反射電波強度の急激な変化の影響を緩和するフィルタを通した上でノイズ計算を行う計算器を持つ。
【0010】
また、第5の発明による飛しょう体の誘導制御装置は、相対距離から角度誤差信号に含まれるノイズの大きさを計算するための計算式を複数持ち、目標の反射電波強度別にノイズ計算式を選択した上でノイズの大きさを計算する計算器および、目標からの反射電波強度から角度誤差信号に含まれるノイズの大きさを計算する計算器を合わせ持ち、双方を必要に応じて選択する機能を持つ。
【0011】
また、第6の発明による飛しょう体の誘導制御装置は、飛しょう体自身の速度および高度に応じて、追尾ループの帯域およびノイズフィルタの帯域を制限するためのゲインのリミット値を計算するゲインリミット計算器を持つ。
【0012】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1を示すブロック図、図7はこの発明の時定数計算部を説明する図、図8はこの発明のゲイン計算部を説明する図である。図1において、1は誘導制御装置、2は目視線角とアンテナ角度との偏差である角度誤差を検出する角度誤差計算部、3は角度誤差信号に追尾ループゲインを乗じて目視線角速度すなわち誘導信号を計算する追尾ループゲイン乗算計算部、4はノイズフィルタ、5は目視線角速度計算値をアンテナ追尾指令としてアンテナを空間安定化しながら目標に指向させるアンテナ空間安定化制御部、6は目標からの反射波を利用し目標と飛しょう体の相対距離を計算する相対距離計算部、7は相対距離により角度誤差信号に含まれる角度ノイズの大きさを計算するノイズ計算部、8はノイズ計算値から追尾ループおよびノイズフィルタの時定数を設定するためのゲインを計算するゲイン計算部、9は時定数計算部、10はノイズフィルタゲイン計算部、11は追尾ループゲイン計算部、19は物理積分である。
【0013】
次にこの発明の実施の形態1の動作について図1を用いて説明する。この誘導制御装置は、飛しょう体が比例航法を行うために必要な、目標の目視線角速度すなわち誘導信号を計算する。図10にS1として示した目視線角λM とS2として示したアンテナ角度Dとの偏差からS3として示した角度誤差εを図1における角度誤差計算部2で計算する。追尾ループゲイン乗算計算部3において、角度誤差S3に追尾ループゲインを乗じて目視線角速度S4を計算し、この目視線角速度計算値にノイズフィルタ4を通して誘導制御装置1から出力する誘導信号とする。
【0014】
一方、相対距離計算部6で計算した相対距離計算値S6に応じ、ノイズ計算部7においてノイズの大きさを計算する。ノイズ計算部7では、あらかじめフィールド試験などで得ているデータを基にしてノイズの大きさを距離の関数として定義している。ノイズ計算部7でのノイズ計算式は、一例として”数1”に示すように、S6の相対距離計算値Rの関数として定義する。ノイズ計算値によりゲイン計算部8でゲイン計算し、追尾ループおよびノイズフィルタの周波数応答帯域を制御する時定数計算値S9を時定数計算部9で計算する。時定数計算値S9に応じた周波数特性をノイズフィルタ4に持たせるためのノイズフィルタゲイン計算をノイズフィルタゲイン計算部10で行う。また、時定数計算値S9に応じた追尾ループゲインS11を追尾ループゲイン計算部11で計算し、追尾ループゲイン乗算部3において角度誤差に追尾ループゲインを乗じ目視線角速度計算値S4を計算する。目視線角速度計算値S4をノイズフィルタ4を通し、誘導信号S5として誘導制御装置1から出力する。なお、目視線角速度計算値S4をアンテナ追尾指令として、アンテナ空間安定化制御部5でアンテナを慣性空間上に安定化した上で、アンテナを目標方向に指向・追尾させる制御を行う。図1で19として示した(1/S)は物理積分を表す。
【0015】
【数1】
【0016】
ここで、図1における時定数計算部9の一構成例を示すブロック図を図7に示す。図7において、20はゲイン計算周期TZ を出力する設定器、21は時定数τを求める計算を実行する計算器である。ゲイン計算値およびゲイン計算周期と、時定数の関係を一例として”数2”に示す。
【0017】
【数2】
【0018】
ところで、図8は、図1におけるゲイン計算部8の一構成例を示すブロック図である。図8において、22はゲイン2×TZ の乗算器、23はゲインTZ ×TZ の乗算器、24はゲインTZ の乗算器、28は”数3”で示される関係のゲインK1を求める計算を実行する計算器、29は”数4”で示される関係のゲインK2を求める計算を実行する計算器、30は”数5”で示される関係の状態量P11を求める計算を実行する計算器、31は”数6”で示される関係の状態量P12を求める計算を実行する計算器、32は”数7”で示される関係の状態量P22を求める計算を実行する計算器、33はゲイン計算器TZ 分の遅延レジスタ、34は加算器である。
【0019】
【数3】
【0020】
【数4】
【0021】
【数5】
【0022】
【数6】
【0023】
【数7】
【0024】
ゲイン計算部8では、図8のブロック図に示すようにノイズ計算値σn2からゲイン計算値K1,K2をゲイン計算周期TZ 毎に繰り返し計算している。まず、ノイズ推定値σn2と、中間計算値M11,M12から、計算器28および計算器29で、ゲイン計算値K1,K2をそれぞれ求める。次に、中間計算値M11,M12,M22と、ゲイン計算値K1,K2から、計算器30、計算器31および計算器32で、データ更新前の状態量P11,P12,P22を求める。データ更新前の状態量P11,P12,P122は遅延レジスタ33でTZ 分だけ時間遅延されたのち、目標運動の設定値Q11,Q12,Q22の加算および状態量の計算値間の相互補間を行った上で、加算器34で加算し、新たな中間計算値M11,M12,M22とする。新たな中間計算値M11,M12,M22を求める計算式の一例を”数8”に示す。ここで、P11’,P12’,P22’は、P11,P12,P22のTZ 分だけ時間遅延された値である。
【0025】
【数8】
【0026】
以上に示したようにこの発明では、従来のように段階的に追尾ループゲインを切り換えて角度系追尾ループの周波数応答帯域を設定しているのではなく、追尾ループの周波数応答帯域およびノイズフィルタの周波数応答帯域を連続的に変化させることにより目標の目視線角速度である誘導信号を計算するため、従来問題となっていたゲイン切り換え時の速度低下を解決することができる。
【0027】
実施の形態2.
図2は、この発明の別の構成例を示すブロック図である。上記実施の形態1では目標の電波条件によらず一種類の計算式でノイズ推定を行っていたが、本実施の形態では、図2に示すようにノイズ計算式選択部12にノイズ計算式を複数持ち、目標の反射電波強度別にあらかじめフィールド試験で得ているノイズ計算式を、図2に示すノイズ計算式選択スイッチ12dおよび12eにより選択できるようにしたものである。目標が大きく反射電波強度が強い場合はノイズが小さくなるようなノイズ計算式を設定し、目標が小さく反射電波強度が弱い場合はノイズが大きくなるようなノイズ計算式を設定する。ノイズ計算式の選択は、飛しょう体搭載のレーダの情報もしくは、飛しょう体搭載母機のレーダにより観測した目標の反射電波強度に関する情報をもとに、飛しょう体に初期設定値として指令を送ることにより実施する。
【0028】
このように、ノイズ計算式を選択することにより、目標の反射電波強度が弱い場合にゲインを上げすぎて周波数応答特性を高くしすぎたり、逆に、反射電波強度が大きい目標に対してゲインを下げすぎて周波数応答特性を低くしすぎるといった不都合が解消され、得られる誘導信号の精度が向上する。
【0029】
実施の形態3.
図3は、この発明の別の構成例を示すブロック図である。図において、13は、目標からの反射電波強度を計算する電波強度計算部である。得られた電波強度計算値からノイズ計算部において、電波強度計算値に応じた角度誤差信号に含まれるノイズの大きさをノイズ計算部7で計算する。ノイズ計算部7ではあらかじめフィールド試験で得ているデータをもとにして、ノイズの大きさを電波強度計算値の関数として定義している。ノイズ計算部7でのノイズ計算式は、一例として”数9”に示すように電波強度Tpowの関数として定義する。電波強度が小さくノイズが大きい場合はゲインを小さくして周波数応答特性を低くし、逆に電波強度が大きくノイズが小さい場合は周波数応答特性を高くして、所望の誘導信号を得る。
【0030】
【数9】
【0031】
目標の電波強度をノイズ計算に用いることにより、反射電波強度が弱い小さい目標に対してゲインを下げて帯域を狭くし、逆に、反射電波強度が強く大きい目標に対してゲインを上げて帯域を広くすることで得られる誘導信号の精度が向上する。
【0032】
実施の形態4.
図4は、この発明の別の構成例を示すブロック図である。図において、14は電波強度フィルタで、前段の電波強度計算部13で得る電波強度が過渡的に変動する場合にその影響を緩和する機能を持つ。なお、電波強度フィルタ14の周波数応答帯域は、角度追尾ループが最も広い帯域をとる場合と同じ帯域に設定する。これにより、角度追尾ループが追従できる範囲内でノイズ計算を行うことができる。このように設定した電波強度フィルタ14を通した上で、ノイズ計算部7において角度誤差信号に含まれるノイズの大きさの計算を行い、ゲインをノイズ計算値の大小に応じて変化させ、追尾ループの周波数応答帯域および、ノイズフィルタの周波数応答帯域を適切に設定し、所望の誘導信号を得る。
【0033】
目標または飛しょう体の旋回によって電波強度が過渡的に変動する場合に、その影響を緩和するフィルタを用いることにより、安定したノイズ計算を行うことにより、誘導信号の精度を向上させることができる。
【0034】
実施の形態5.
図5は、この発明の別の構成例を示すブロック図である。図において、15はノイズ計算を電波強度で行うか、または相対距離で行うかを選択するスイッチである。これは目標の反射電波強度に応じてノイズの推定方式を最適な条件のものに選択できるようにしたものである。目標の反射電波強度の観測は、飛しょう体搭載のレーダの情報もしくは、飛しょう体搭載母機のレーダにより行い、得られた情報から、飛しょう体に選択スイッチ指令を送り初期設定値とすることができる。なお、ノイズ計算方式選択スイッチ15の切り換えは、一例として、遠距離からの発射で距離情報が不確定の場合にはまず電波強度によるノイズ計算を行い、目標に近づき相対距離が正確に把握できるようになったところで相対距離によるノイズ計算に切り替えてノイズ計算精度を上げようとするものである。
【0035】
ノイズ計算方式を複数備え相互に組み合わせて用いることにより、電波強度にあったノイズ計算が可能となる。ノイズ計算方式を切り換えることにより、ノイズ計算精度が上がり、誘導信号精度の向上が図れる。
【0036】
実施の形態6.
図6は、この発明の別の構成例を示すブロック図である。図において、16はゲインリミット計算部で飛しょう体の速度、高度に応じてゲイン計算部8で計算するゲイン計算値にリミッタをかける機能を持つ。ゲイン計算値にリミッタをかけることにより、追尾ループの周波数応答帯域およびノイズフィルタ周波数応答帯域が適切に制限され、過度に角度追尾ループおよびノイズフィルタの周波数応答帯域が広がりすぎて飛しょう体の運動が不安定になることを防ぐ機能を持たせることができる。
【0037】
ゲイン計算値にリミッタをかける必要があるのは、角度追尾ループの周波数応答帯域が、飛しょう体の制御応答帯域に比べて大きくなりすぎないようにするためのものである。飛しょう体の持つ制御性能によって異なるが、一例として、速度に関しては音速よりも遅くなった場合にゲイン計算値にリミッタをかけ、高度に関しては高度50キロフィートを超えた場合にゲイン計算値にリミッタをかけるように設定する。リミッタの値は飛しょう体と角度追尾ループとの応答性の配分を行い設定する。
【0038】
【発明の効果】
この発明は、以上に説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果がある。
【0039】
第1の発明によれば、角速度信号に不必要な信号成分である角度ノイズが混入してしまう場合においても、目標との相対距離により角度誤差信号に含まれる角度ノイズの計算を行い、角度追尾ループおよびノイズフィルタの帯域を適切に設定することにより、飛しょう体の運動性能を確保しながら角度ノイズの影響を除去した誘導信号を得ることができる。
【0040】
また、第2の発明によれば、相対距離から角度誤差信号に含まれる角度ノイズの大きさを計算するための計算式を複数持ち、目標の反射電波強度別に適切なノイズ計算式を選択することにより、同様の効果が得られる。
【0041】
また、第3の発明によれば、目標からの反射電波強度を計算する電波強度計算器を持つことにより、目標の反射電波強度に応じて角度ノイズ計算が実施でき、より精度の高い誘導信号を得ることができる。
【0042】
また、第4の発明によれば、目標の反射電波強度からノイズ計算を行う際、電波強度の急激な変動を緩和するフィルタを通すことにより、過渡的な現象に影響を受けない適切なノイズ計算が可能となり、さらに精度の高い誘導信号を得る効果が期待できる。
【0043】
また、第5の発明によれば、角度誤差信号に含まれる角度ノイズの大きさを計算する手段を複数持ち、目標の反射電波強度に応じてノイズ推定の方法を、相対距離によるもの、目標の反射電波強度によるものとを使い分けることにより、より精度の高い誘導信号を得る効果が期待できる。
【0044】
また、第6の発明によれば、飛しょう体自身の速度および高度に応じて、角度追尾ループの周波数応答帯域およびノイズフィルタの周波数応答帯域を制限するためのゲインリミットを設定する機能を持たせることにより、飛しょう体の運動性能および安定性を確保しながら、さらに精度の高い誘導信号を得る効果が期待できる。
【0045】
ところで、上記実施の形態ではアンテナを空間に安定化させた上でジンバル機構上の制御系を用いて機械的に走査する場合について述べたが、この発明はアンテナビームを電子的に走査する方式の誘導制御装置にも適用できる。このような場合にはここで述べた計算機能の一部もしくはすべてを、既存の飛しょう体誘導制御系と統合化できるため、この発明の誘導制御装置がさらに効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による飛しょう体の誘導制御装置の実施の形態1を示すブロック図である。
【図2】 この発明による飛しょう体の誘導制御装置の実施の形態2を示すブロック図である。
【図3】 この発明による飛しょう体の誘導制御装置の実施の形態3を示すブロック図である。
【図4】 この発明による飛しょう体の誘導制御装置の実施の形態4を示すブロック図である。
【図5】 この発明による飛しょう体の誘導制御装置の実施の形態5を示すブロック図である。
【図6】 この発明による飛しょう体の誘導制御装置の実施の形態6を示すブロック図である。
【図7】 この発明の時定数計算部を示す図である。
【図8】 この発明のゲイン計算部を示す図である。
【図9】 従来の飛しょう体の誘導制御装置を示すブロック図である。
【図10】 従来の飛しょう体の誘導制御装置およびこの発明に関わる角度の関係を示す図である。
【図11】 従来の飛しょう体の誘導制御装置の追尾ループゲインの切り換えを示す図である。
【符号の説明】
1 誘導制御装置、2 角度誤差計算部、3 追尾ループゲイン乗算計算部、4 ノイズフィルタ、5 アンテナ空間安定化制御部、6 相対距離計算部、7ノイズ計算部、8 ゲイン計算部、9 時定数計算部、10 ノイズフィルタゲイン計算部、11 追尾ループゲイン計算部、12 ノイズ計算式選択部、12a ノイズ計算式A、12b ノイズ計算式B、12c ノイズ計算式C、12d ノイズ計算式選択スイッチD、12e ノイズ計算式選択スイッチE、13 電波強度計算部、14 電波強度フィルタ、15 ノイズ計算方式選択スイッチ、16 ゲインリミット設定部、17 追尾ループゲイン切り換え計算部、18 時定数固定ノイズフィルタ、19 物理積分、20 設定器、21 計算器、22 ゲイン2×TZ の乗算器、23 ゲインTZ ×TZ の乗算器、24 ゲインTZ の乗算器、25 目標運動設定器A、26 目標運動設定器B、27目標運動設定器C、28 計算器、29 計算器、30 計算器、31 計算器、32 計算器、33 ゲイン計算周期TZ 分の遅延レジスタ、34 加算器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention detects the visual line angular velocity, which is the rate of change of the visual line angle indicating the angle formed by the target and the flying object, as an induced signal, generates an acceleration proportional to the induced signal, and The present invention relates to a guidance control device for associating a target with a target.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a guidance control apparatus according to a conventional method. In the figure, 1 is a guidance control device, 2 is an angle error calculation unit for detecting an angle error which is a deviation between a visual line angle and an antenna angle, and 5 is a spatially stabilized antenna using a visual line angular velocity calculation value as an antenna tracking command. An antenna space stabilization control unit for directing to a target, 17 is a tracking loop gain switching calculation unit that calculates a visual line angular velocity, that is, an induction signal, by multiplying an angle error signal by a tracking loop gain, 18 is a time constant fixed noise filter, and 19 is physical It is an integral.
[0003]
The guidance control device according to the conventional method is configured as described above, and the guidance control device has an angular error indicated as S3 from the deviation between the visual line angle λ M indicated as S1 in FIG. 10 and the antenna angle D indicated as S2. ε is calculated by the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the guidance control device as described above, the tracking loop gain setting is directly set to the band of the angle tracking system. There was a problem that decreased. Also, in order to switch the tracking loop gain without obtaining the target motion information and radio wave system information, the movement performance of the flying object deteriorates by lowering the angle tracking system band more than necessary. There was a problem that the flying object did not hit the target. Conversely, if the angle tracking system band is set too high, the noise component contained in the angle error signal detected by the guidance control device cannot be removed sufficiently, and the speed of the flying object will decrease. There was a problem that the flying body did not hit the target.
[0005]
The present invention has been made to solve such a problem. Even when noise, which is an unnecessary signal component, is mixed in the angle error signal, the noise included in the angle error signal is calculated. The tracking loop time constant and noise filter time constant are set according to the noise calculation value, and the guidance signal is calculated after securing the appropriate bandwidth, so that the influence of noise is secured while ensuring the movement performance of the flying object. The purpose is to obtain the removed induction signal.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A flying object guidance control apparatus according to a first invention includes a calculator for calculating a relative distance between a target and the flying object, a calculator for calculating a magnitude of noise included in an angle error signal from the relative distance, and a noise calculation. Gain calculator that calculates gain for setting time constant of tracking loop and noise filter from value, noise filter with frequency characteristics according to time constant, and tracking error gain according to time constant multiplied by angle error signal A tracking loop gain multiplication calculator that calculates the visual line angular velocity, and an antenna space stabilization controller that stabilizes the antenna in space using the visual line angular velocity calculation value as an antenna tracking command and directs the antenna toward the target.
[0007]
The flying object guidance control apparatus according to the second invention has a plurality of calculation formulas for calculating the magnitude of noise included in the angle error signal from the relative distance between the target and the flying object, and the reflection of the target. It has a calculator that calculates the magnitude of noise after selecting a noise calculation formula for each radio wave intensity.
[0008]
A flying object guidance control apparatus according to a third aspect of the present invention includes a radio wave intensity calculator that calculates a reflected radio wave intensity from a target, and a calculator that calculates the magnitude of noise contained in the angle error signal from the radio wave intensity. have.
[0009]
In addition, the flying object guidance control apparatus according to the fourth aspect of the present invention, when calculating the magnitude of noise included in the angle error signal from the reflected radio wave intensity from the target, causes a sudden change in the reflected radio wave intensity from the target. It has a calculator that calculates noise through a filter that mitigates the influence.
[0010]
Further, the flying object guidance control apparatus according to the fifth invention has a plurality of calculation formulas for calculating the magnitude of noise included in the angle error signal from the relative distance, and the noise calculation formula for each target reflected radio wave intensity. A function that selects both the calculator that calculates the magnitude of noise after selection and the calculator that calculates the magnitude of noise contained in the angle error signal from the reflected radio wave intensity from the target, and selects both as required have.
[0011]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a flying object guidance control apparatus that calculates a gain limit value for limiting a tracking loop band and a noise filter band in accordance with the speed and altitude of the flying object itself. Has a limit calculator.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block
[0013]
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This guidance control device calculates a target visual angular velocity, that is, a guidance signal, necessary for the flying object to perform proportional navigation. The
[0014]
On the other hand, according to the relative distance calculation value S6 calculated by the relative
[0015]
[Expression 1]
[0016]
Here, FIG. 7 shows a block diagram showing a configuration example of the time
[0017]
[Expression 2]
[0018]
FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of the
[0019]
[Equation 3]
[0020]
[Expression 4]
[0021]
[Equation 5]
[0022]
[Formula 6]
[0023]
[Expression 7]
[0024]
As shown in the block diagram of FIG. 8, the
[0025]
[Equation 8]
[0026]
As described above, in the present invention, the frequency response band of the angle tracking loop is not set by switching the tracking loop gain stepwise as in the prior art, but the frequency response band of the tracking loop and the noise filter are not set. Since the induction signal, which is the target visual line angular velocity, is calculated by continuously changing the frequency response band, it is possible to solve the speed reduction at the time of gain switching, which has been a problem in the past.
[0027]
FIG. 2 is a block diagram showing another configuration example of the present invention. In the first embodiment, noise estimation is performed using one type of calculation formula regardless of the target radio wave condition. However, in this embodiment, the noise calculation
[0028]
In this way, by selecting the noise calculation formula, if the target reflected radio wave intensity is weak, the gain is increased too much to make the frequency response characteristic too high, or conversely, the gain is increased for a target with a high reflected radio wave intensity. Inconveniences such as excessively lowering the frequency response characteristics are eliminated, and the accuracy of the obtained induction signal is improved.
[0029]
FIG. 3 is a block diagram showing another configuration example of the present invention. In the figure,
[0030]
[Equation 9]
[0031]
By using the target radio wave intensity for noise calculation, the gain is lowered to narrow the band for a target with low reflected radio wave intensity, and conversely, the band is increased by increasing the gain for a target with high reflected radio wave intensity. The accuracy of the induction signal obtained by widening improves.
[0032]
FIG. 4 is a block diagram showing another configuration example of the present invention. In the figure,
[0033]
When the radio wave intensity fluctuates transiently due to the turning of the target or the flying object, the accuracy of the induction signal can be improved by performing stable noise calculation by using a filter that reduces the influence.
[0034]
FIG. 5 is a block diagram showing another configuration example of the present invention. In the figure,
[0035]
By using a plurality of noise calculation methods in combination with each other, it is possible to perform noise calculation according to the radio field intensity. By switching the noise calculation method, the noise calculation accuracy can be improved and the induction signal accuracy can be improved.
[0036]
FIG. 6 is a block diagram showing another configuration example of the present invention. In the figure,
[0037]
The reason why it is necessary to limit the gain calculation value is to prevent the frequency response band of the angle tracking loop from becoming too large compared to the control response band of the flying object. Although it depends on the control performance of the flying object, as an example, the gain calculation value is limited when the speed is slower than the sound speed, and the gain calculation value is limited when the altitude exceeds 50 kiloft. Set to apply. The limiter value is set by distributing the responsiveness between the flying object and the angle tracking loop.
[0038]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
[0039]
According to the first invention, even when angular noise, which is an unnecessary signal component, is mixed in the angular velocity signal, the angular noise included in the angular error signal is calculated based on the relative distance from the target, and angle tracking is performed. By appropriately setting the bands of the loop and the noise filter, it is possible to obtain a guidance signal from which the influence of angle noise is removed while ensuring the movement performance of the flying object.
[0040]
Further, according to the second invention, there are a plurality of calculation formulas for calculating the magnitude of the angle noise included in the angle error signal from the relative distance, and an appropriate noise calculation formula is selected for each target reflected radio wave intensity. Thus, the same effect can be obtained.
[0041]
In addition, according to the third invention, by having a radio wave intensity calculator that calculates the reflected radio wave intensity from the target, the angle noise calculation can be performed according to the reflected radio wave intensity of the target, and a more accurate induction signal can be obtained. Obtainable.
[0042]
In addition, according to the fourth aspect of the present invention, when noise is calculated from the target reflected radio wave intensity, an appropriate noise calculation that is not affected by a transient phenomenon is obtained by passing a filter that reduces sudden fluctuations in the radio wave intensity. And an effect of obtaining a highly accurate induction signal can be expected.
[0043]
According to the fifth aspect of the invention, there are a plurality of means for calculating the magnitude of the angle noise included in the angle error signal, and the noise estimation method according to the reflected radio wave intensity of the target is based on the relative distance, The effect of obtaining a more accurate induction signal can be expected by properly using the reflected wave intensity.
[0044]
According to the sixth aspect of the invention, the function of setting the gain limit for limiting the frequency response band of the angle tracking loop and the frequency response band of the noise filter according to the speed and altitude of the flying object itself is provided. Thus, it is possible to expect an effect of obtaining a more accurate guidance signal while ensuring the movement performance and stability of the flying object.
[0045]
In the above embodiment, the case where the antenna is mechanically scanned using the control system on the gimbal mechanism after stabilizing the antenna in space has been described. However, the present invention is a method of electronically scanning the antenna beam. It can also be applied to a guidance control device. In such a case, part or all of the calculation function described here can be integrated with the existing flying object guidance control system, so that the guidance control device of the present invention is more effective.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of a flying object guidance control apparatus according to the present invention;
FIG. 3 is a block
FIG. 4 is a block
FIG. 5 is a block
FIG. 6 is a block
FIG. 7 is a diagram showing a time constant calculation unit of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a gain calculation unit of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a conventional flying object guidance control apparatus.
FIG. 10 is a view showing a conventional flying object guidance control device and an angle relationship according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing switching of a tracking loop gain of a conventional flying object guidance control apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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Applications Claiming Priority (1)
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