RU2011143209A

RU2011143209A - Способ инерциального автосопровождения заданного объекта визирования и система для его осуществления

Info

Publication number: RU2011143209A
Application number: RU2011143209/28A
Authority: RU
Inventors: Герман Ефимович Бердичевский; Валерий Анатольевич Блинов; Михаил Романович Кравчик; Андрей Николаевич Шестун
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия"
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2013-04-27
Also published as: RU2498193C2

Abstract

1. Способ инерциального автосопровождения заданного объекта визирования, характеризующийся тем, что во время предстартовой подготовки подвижного носителя определяют и устанавливают сигналы, пропорциональные начальным значениям наклонной дальности, угла наклона и азимута взаимного положения подвижного носителя и первоначально заданного объекта визирования (OB), при этом формируют штатные сигналы в виде пакета последовательных информационных слов, который содержит начальные значения угла наклона и азимута заданного OB относительно основания антенного устройства, жестко установленного внутрь корпуса подвижного носителя, в связанной с центром масс подвижного носителя системе координат, наклонной дальности до заданного OB и наклонной скорости сближения с заданным OB основания антенного устройства вместе с подвижным носителем в предстартовом положении, рыскания, тангажа и крена подвижного носителя вместе с основанием антенного устройства, а также начальные условия выставки инерциального пеленгования заданного OB, т.е. штатные сигналы, пропорциональные начальным значениям проекций вектора линейной скорости предстартового перемещения основания антенного устройства вместе с подвижным носителем на соответствующие оси местной горизонтальной системы координат, декартовых координат подвижного носителя в местной горизонтальной системе координат, долготы и географической широтыподвижного носителя, а также сигналы, пропорциональные режимным параметрам по дальности, контрольное слово, командное слово, далее проверяют сформированные сигналы на отсутствие в них искажений, после чего сигналы, характеризую

Claims

1. Способ инерциального автосопровождения заданного объекта визирования, характеризующийся тем, что во время предстартовой подготовки подвижного носителя определяют и устанавливают сигналы, пропорциональные начальным значениям наклонной дальности, угла наклона и азимута взаимного положения подвижного носителя и первоначально заданного объекта визирования (OB), при этом формируют штатные сигналы в виде пакета последовательных информационных слов, который содержит начальные значения угла наклона и азимута заданного OB относительно основания антенного устройства, жестко установленного внутрь корпуса подвижного носителя, в связанной с центром масс подвижного носителя системе координат, наклонной дальности до заданного OB и наклонной скорости сближения с заданным OB основания антенного устройства вместе с подвижным носителем в предстартовом положении, рыскания, тангажа и крена подвижного носителя вместе с основанием антенного устройства, а также начальные условия выставки инерциального пеленгования заданного OB, т.е. штатные сигналы, пропорциональные начальным значениям проекций вектора линейной скорости предстартового перемещения основания антенного устройства вместе с подвижным носителем на соответствующие оси местной горизонтальной системы координат, декартовых координат подвижного носителя в местной горизонтальной системе координат, долготы и географической широты

подвижного носителя, а также сигналы, пропорциональные режимным параметрам по дальности, контрольное слово, командное слово, далее проверяют сформированные сигналы на отсутствие в них искажений, после чего сигналы, характеризующие пакет последовательных информационных слов, преобразуют в параллельную форму для обеспечения формирования сигналов инерциального пеленгования заданного OB, затем преобразуют сигналы, пропорциональные начальным условиям выставки инерциального пеленгования заданного OB в сигналы, пропорциональные начальным значениям проекций вектора линейной скорости предстартового перемещения основания антенного устройства вместе с подвижным носителем на соответствующие оси базовой антенной системы координат, углов визирования заданного OB соответственно в горизонтальной и в вертикальной плоскости в местной горизонтальной системе координат, составляющих пространственной угловой координаты заданного OB, характеризуемых параметрами инерциального пеленгования его в двух взаимно перпендикулярных плоскостях пеленгования в базовой антенной системе координат, направляющих косинусов, определяющих начальное взаимное положение базовой антенной системы координат и опорной геоцентрической системы координат, связанной одной своей осью с заданным OB, расположенным на земной поверхности; в момент времени старта подвижного носителя обновление сигналов начального определения и установления координат заданного OB и сигналов начальной выставки инерциального пеленгования заданного OB прекращают и во время начала его движения по траектории вместе с основанием интегрированного антенного устройства одновременно измеряют сигналы, пропорциональные проекциям вектора кажущегося линейного ускорения движения и проекциям вектора абсолютной угловой скорости поворота зеркала интегрированного антенного устройства на соответствующие оси системы координат, связанной с зеркалом интегрированного антенного устройства, по этим измеренным сигналам с учетом переменной электрической редукции между углами поворота зеркала антенного устройства и вектора визирования заданного OB определяют сигналы, пропорциональные проекциям вектора, кажущегося линейного ускорения движения и проекциям вектора абсолютной угловой скорости поворота вектора визирования заданного OB на соответствующие оси базовой антенной системы координат, формируют по полученным сигналам с учетом сигналов, определенных и установленных во время предстартовой подготовки подвижного носителя, сигналы, пропорциональные текущим значениям параметров вектора визирования заданного OB, характеризующихся проекциями вектора линейной скорости сближения с заданным OB основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем на соответствующие оси базовой антенной системы координат, наклонной дальностью и наклонной скоростью сближения с заданным OB основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем, рассогласованием между начальным значением наклонной дальности до заданного OB и текущим значением наклонной дальности сближения с заданным OB основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем сигналами инерциального пеленгования заданного OB в двух взаимно перпендикулярных плоскостях пеленгования в базовой антенной системе координат, направляющими косинусами взаимного текущего углового положения базовой антенной системы координат и опорной геоцентрической системы координат, связанной одной своей осью с заданным OB, расположенным на земной поверхности, по полученному сигналу пропорциональному рассогласованию между заданным начальным значением наклонной дальности и текущим значением наклонной дальности сближения с заданным OB основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем, осуществляют инерциальное автосопровождение заданного OB по дальности, а полученные сигналы, пропорциональные параметрам инерциального пеленгования заданного OB в двух взаимно перпендикулярных плоскостях пеленгования в базовой антенной системе координат, преобразуют путем их интегрирования в замкнутом контуре инерциального автосопровождения заданного OB по направлению в управляющие сигналы, пропорциональные соответственно скорости изменения углов визирования заданного OB, определяющих текущее направление вектора визирования на заданный OB в горизонтальной и в вертикальной плоскости, обусловленное перемещением основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем по направлению к заданному OB, которыми воздействуют на соответствующие датчики момента управляющего трехстепенного гироскопа, установленного во внутренней рамке двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства, наружная и внутренняя рамки которого шарнирно связаны с его зеркалом, под действием этих управляющих сигналов создают возмущающие управляющие моменты, вызывающие моменты гироскопической реакции в опорах осей прецессии соответствующих рамок трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, при этом возникает прецессионное отклонение соответствующих рамок трехосного карданова подвеса ротора гироскопа с угловой скоростью, близкой по величине к угловой скорости изменения соответствующих углов визирования заданного OB, одновременно определяют сигналы, пропорциональные рассогласованию между направлением вектора кинетического момента ротора гироскопа и направлением на заданный OB, сформированным сигналами, пропорциональными скорости изменения углов визирования заданного OB в горизонтальной и в вертикальной плоскости и соответственно возмущающими управляющими моментами; эти сигналы преобразуют в сигналы управления электродвигателями поворота рамок двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства, а по сигналам управления электродвигатели развивают поворотные моменты, равные и совпадающие по направлению с направлением соответствующих возмущающих управляющих моментов для поворота наружной и внутренней рамок двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройствами и шарнирно связанного с ним зеркала в текущее направление на заданный OB, тем самым замыкают контур инерциального автосопровождения заданного OB и определяют сигналы, пропорциональные отработанным значениям угла наклона и азимута заданного OB относительно основания интегрированного антенного устройства в системе координат, связанной с центром масс подвижного носителя.

2. Система, осуществляющая способ по п.1, характеризующаяся тем, что состоит из узкополосного контура инерциального автосопровождения заданного OB и широкополосного контура гиростабилизации и управления направлением вектора визирования OB, содержит инерциальный дискриминатор сигналов пеленгования заданного OB в двух взаимно перпендикулярных плоскостях пеленгования в базовой антенной системе координат, который включает в состав цифровое вычислительное устройство (ЦВУ), а также интегрированное антенной устройство, содержащее зеркало с облучателем и волноводно-коммутирующим устройством, двухосный карданов подвес, ось поворота наружной рамки которого установлена на основании интегрированного антенного устройства, а ось поворота внутренней рамки установлена в наружной рамке перпендикулярно к ее оси поворота, электродвигатель поворота наружной рамки двухосного карданова подвеса и электродвигатель поворота внутренней рамки двухосного карданова подвеса, датчик сигнала угла поворота наружной рамки двухосного карданова подвеса, датчик сигнала угла поворота внутренней рамки двухосного карданова подвеса соответственно по углу наклона и по азимуту, кроме того, управляемый трехстепенной гироскоп, двухканальный гироскопический датчик угловой скорости, три однокомпонентных акселерометра, при чем управляемый трехстепенной гироскоп установлен во внутренней рамке двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства так, что направление вектора кинетического момента его ротора в заарретированном положении гироскопа совпадает с нулевым направлением линии визирования интегрированного антенного устройства, гироскоп содержит трехосный карданов подвес ротора, датчик сигнала угла прецессии внутренней рамки трехосного карданова подвеса ротора и датчик сигнала угла прецессии наружной рамки трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, датчик сигнала момента управления направлением поворота внутренней рамки трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, датчик сигнала момента управления направлением поворота наружной рамки трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, при этом ось собственного вращения ротора гироскопа установлена во внутренней рамке трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, ось вращения которой установлена в наружной рамке трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, ось вращения которой установлена в корпусе гироскопа, который жестко закреплен во внутренней рамке двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства, которое также включает в свой состав электронный узел гиростабилизации и управления направлением зеркала на OB по углу наклона, электронный узел гиростабилизации и управления направлением зеркала на OB по азимуту а также усилители сигналов обратной связи в соответствующих каналах двухканального датчика угловой скорости, который установлен во внутренней рамки двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства так, что в заарретированном положении одна из его осей чувствительности совпадает с направлением линии визирования интегрированного устройства, а другая его ось чувствительности ориентирована, например, вверх вдоль положительного направления оси поворота внутренней рамки двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства, при этом направление кинетического момента ротора гироскопического датчика угловой скорости совпадает с положительным направлением оси поворота наружной рамки двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства; все три акселерометра установлены во внутренней рамке двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства так, что ось чувствительности одного из них взаимно ортогональна по отношению к взаимно ортогональным осям чувствительности двух других однокомпонентных акселерометров, при этом ось чувствительности одного из трех однокомпонентных акселерометров совпадает в заарретированном положении с нулевым положением линии визирования интегрированного антенного устройства; выходы соответствующих датчиков сигнала угла прецессии внутренней рамки и наружной рамки трехосного карданова подвеса ротора гироскопа соответственно соединены с входом узлов гиростабилизации и управления направлением зеркала интегрированного антенного устройства, выходы которых соединены соответственно с электродвигателями поворота наружной рамки и внутренней рамки двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства, при этом выходы датчиков сигнала угла прецессии внутренней и наружной рамок трехосного карданова подвеса ротора двухканального гироскопического датчика угловой скорости соединены соответственно с входом усилителей сигнала обратной связи, выходы которых соединены с датчиками сигнала момента внутренней и наружной рамок двухканального гироскопического датчика угловой скорости; зеркало выполнено с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с помощью двухстепенного шарнира относительна центра излучения облучателя, жестко закрепленного на основании интегрированного антенного устройства, при этом зеркало шарнирно соединено тягами механического координатора интегрированного антенного устройства соответственно с наружной рамкой и внутренней рамкой его двухосного карданова подвеса так, что расстояние между каждым из шарниров на задней поверхности зеркала и его центром поворота равно расстоянию между каждым из шарниров установленных соответственно на наружной рамке и на внутренней рамке двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства и центром вращения этих рамок; интегрированное антенное устройство включает в свой состав также узел формирования управляющего сигнала, пропорционального задаваемой угловой скорости поворота зеркала в вертикальной плоскости, узел формирования управляющего сигнала, пропорционального задаваемой угловой скорости поворота зеркала в горизонтальной плоскости, и, кроме того, узел масштабирования сигнала, снимаемого с выхода узла формирования управляющего сигнала задаваемой угловой скорости поворота зеркала в вертикальной плоскости, соединенного с входом датчика сигнала момента управления направлением поворота наружной рамки трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, причем сигнал, снимаемый с выхода узла масштабирования сигнала с выхода узла формирования управляющего сигнала угловой скорости поворота зеркала в вертикальной плоскости, пропорционален проекции вектора абсолютной угловой скорости поворота зеркала на поперечную ось системы координат, связанной с зеркалом, выход узла формирования управляющего сигнала, пропорционального задаваемой угловой скорости поворота зеркала в горизонтальной плоскости, соединен с входом датчика сигнала момента управления направлением внутренней рамки трехосного карданова подвеса ротора гироскопа; выходы трех однокомпонентных акселерометров соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами ЦВУ, выходы двухканального гироскопического датчика угловой скорости и выход узла масштабирования соединены с четвертым, пятым и шестым входами ЦВУ, выход датчика сигнала угла поворота наружной рамки и выхрд датчика сигнала угла поворота внутренней рамки двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства соединены с седьмым и восьмым входом ЦВУ соответственно, первый и второй вход ЦВУ соединен соответственно с входом узла формирования управляющего сигнала задаваемой угловой скорости поворота зеркала в вертикальной плоскости и с входом узла формирования управляющего сигнала задаваемой угловой скорости поворота зеркала в горизонтальной плоскости; информационный девятый вход ЦВУ соединен информационной линией связи с аппаратурой формирования штатного массива сигналов координат начального определения и установления заданного OB и начальной выставки инерциального пеленгования заданного OB, внешней по отношению к заявляемой системе информационный третий выход ЦВУ соединен информационной линией связи, по которой поступает массив сигналов, необходимых для формирования сигналов самонаведения подвижного носителя на заданный OB, с аппаратурой формирования сигналов управления подвижного носителя, внешней по отношению к заявляемой системе инерциального автосопровождения заданного OB.