RU2206916C2 - Method and device for controlling object motion path, object motion path control system (alternatives), method for determining channel-to- channel channels phase connection and transfer constant of object in object motion path control system - Google Patents
Method and device for controlling object motion path, object motion path control system (alternatives), method for determining channel-to- channel channels phase connection and transfer constant of object in object motion path control system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2206916C2 RU2206916C2 RU2001100256A RU2001100256A RU2206916C2 RU 2206916 C2 RU2206916 C2 RU 2206916C2 RU 2001100256 A RU2001100256 A RU 2001100256A RU 2001100256 A RU2001100256 A RU 2001100256A RU 2206916 C2 RU2206916 C2 RU 2206916C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- phase
- coefficient
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в образцах техники, работающих в условиях воздействия помех и пропадании информационных сигналов, а также в установках для научных исследований. The invention relates to automatic control systems and can be used in samples of equipment operating under the influence of interference and the disappearance of information signals, as well as in installations for scientific research.
Известен способ управления движущимся объектом [1], заключающийся в том, что выделяют координаты объекта, определяют величину ошибки, пропорциональную разности между входной координатой и координатой объекта, формируют команды управления объектом в соответствии с величиной ошибки. A known method of controlling a moving object [1], which consists in the fact that select the coordinates of the object, determine the magnitude of the error, proportional to the difference between the input coordinate and the coordinate of the object, form commands to control the object in accordance with the magnitude of the error.
Система управления для осуществления указанного способа содержит последовательно соединенные приемные устройства входного сигнала и выходного сигнала, устройство выработки команд управления, устройство телеуправления, систему управления нормальными перегрузками. The control system for implementing the specified method comprises serially connected receiving devices of the input signal and the output signal, a device for generating control commands, a telecontrol device, a normal overload control system.
Способ определения для осуществления указанного способа управления заключается в том, что с целью уменьшения фазовой связи каналов объекта управления осуществляется начальный разворот гироскопа. The determination method for implementing the specified control method is that in order to reduce the phase coupling of the channels of the control object, an initial gyroscope is rotated.
Устройство для осуществления указанного способа позволяет осуществлять начальный разворот рамок гироскопа на заданную угловую величину. A device for implementing this method allows the initial rotation of the gyroscope frames by a predetermined angular value.
Недостатком указанных технических решений является низкая точность работы системы управления из-за фазовой связи каналов объекта, вызванной изменяющейся инерционностью рулевых приводов, и неточностью работы гироскопа, и изменениями коэффициента передачи объекта. The disadvantage of these technical solutions is the low accuracy of the control system due to the phase coupling of the object channels caused by the changing inertia of the steering drives, and the inaccuracy of the gyroscope, and changes in the transmission coefficient of the object.
Наиболее близким к заявляемым техническим решениям (способу управления и системе управления) является способ управления объектом [2], заключающийся в том, что на вход системы управления подаются программные сигналы, измеряются сигналы на входе и на выходе системы управления, полученные сигналы сравниваются между собой и через интегрирующие звенья подаются в основную систему управления для изменения ее параметров. Closest to the claimed technical solutions (control method and control system) is the object control method [2], which consists in the fact that program signals are fed to the input of the control system, the signals at the input and output of the control system are measured, the received signals are compared with each other and through integrating links are fed into the main control system to change its parameters.
Система управления летательным аппаратом [2] для осуществления указанного способа содержит вертикальный и горизонтальный каналы управления. В каждом канале управления имеется первый и второй сумматоры, последовательно соединенные задатчик программных сигналов (устройство для задания возмущающей настройки), первый (второй - для другого канала управления) блок формирования ошибки, первый (второй - для другого канала управления) блок управления, объект управления (летательный аппарат), первый (второй - для другого канала управления) выход которого соединен со вторым входом первого (второго - для другого канала управления) блока формирования ошибки, и последовательно соединенные устройство для контроля характеристик замкнутой системы, входы которого соединены с выходом задатчика программных сигналов и выходом объекта управления, и устройство для коррекции параметров системы, выход которого соединен через третий, четвертый и пятый блоки управления (первый, второй и третий интеграторы) с дополнительным входом первого (второго - для другого канала управления) блока управления. The control system of the aircraft [2] for the implementation of this method contains vertical and horizontal control channels. Each control channel has a first and second adder, connected in series with a program signal setter (device for setting the disturbing setting), the first (second for another control channel) error generating unit, the first (second for another control channel) control unit, control object (aircraft), the first (second for another control channel) output of which is connected to the second input of the first (second for another control channel) error generating unit, and connected in series to a device for monitoring the characteristics of a closed system, the inputs of which are connected to the output of the setter of program signals and the output of the control object, and a device for correcting the parameters of the system, the output of which is connected through the third, fourth and fifth control units (first, second and third integrators) with an additional input of the first (second - for another control channel) control unit.
Способ для определения фазовой связи каналов [3], заключающийся в измерении команд управления и выходных координат рулевого привода в горизонтальных и вертикальных плоскостях управления, определении с помощью преобразований Фурье фазовых сдвигов, вносимых рулевыми приводами на частоте вращения ракеты, и поворота входного сигнала на угол, противоположный измеряемому. A method for determining the phase coupling of channels [3], which consists in measuring the control commands and the output coordinates of the steering gear in horizontal and vertical control planes, determining using Fourier transforms the phase shifts introduced by the steering gears at the rocket speed, and turning the input signal through an angle, opposite to measured.
Устройство [3] для осуществления указанного способа содержит два преобразователя Фурье (четыре сглаживающих фильтра, четыре триггера и интегратор), три сумматора, интегратор. Противоположные ортогональные составляющие вектора команд и вектора координат рулевых приводов перемножаются между собой, полученные два произведения сравниваются между собой, и полученная разность подается на интегратор, на выходе которого получается сигнал, пропорциональный величине фазового сдвига, вносимого рулевыми приводами на частоте вращения ракеты. The device [3] for the implementation of this method contains two Fourier converters (four smoothing filters, four triggers and an integrator), three adders, an integrator. The opposite orthogonal components of the command vector and the coordinate vector of the steering drives are multiplied among themselves, the two products obtained are compared with each other, and the resulting difference is fed to the integrator, the output of which is a signal proportional to the phase shift introduced by the steering drives at the rocket speed.
Недостатком указанных технических решений является низкая точность (возможен даже срыв в управлении) работы системы управления из-за фазовой связи каналов объекта, вызванной неточностью работы гироскопа (его уходом) и изменениями коэффициента передачи объекта в условиях воздействия возмущающих факторов, помех и маневрах объекта слежения. The disadvantage of these technical solutions is the low accuracy (even a breakdown in control is possible) of the operation of the control system due to the phase coupling of the object’s channels, caused by the inaccuracy of the gyroscope’s operation (its departure) and changes in the transmission coefficient of the object under the influence of disturbing factors, interference, and tracking maneuvers.
Задачей изобретения является повышение точности работы системы управления при фазовой связи каналов и изменения коэффициента передачи объекта в условиях воздействия возмущающих факторов, помех и маневрах объекта слежения. Поставленная задача решается за счет определения пространственного положения вектора команд относительно вектора координат с помощью преобразований Фурье. The objective of the invention is to improve the accuracy of the control system with phase communication channels and changes in the transmission coefficient of the object under the influence of disturbing factors, interference and maneuvers of the tracking object. The problem is solved by determining the spatial position of the command vector relative to the coordinate vector using Fourier transforms.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе управления, включающем для вертикального и горизонтального каналов определение текущих входной координаты и координаты объекта, вычисление разности между входной координатой и координатой объекта, задание программных сигналов и формирование команд управления объектом по разности между входной координатой и координатой объекта, задают моменты времени начала и окончания подачи программных сигналов, с момента времени начала до момента времени окончания добавляют в команды управления программные сигналы, определяют фазовый сдвиг между вектором команд и вектором координат, компенсируют фазовый сдвиг разворотом вектора команд на этот угол, определяют коэффициент отношения модулей вектора команд и вектора координат и компенсируют изменение коэффициента передачи объекта изменением величины команд управления объектом. The solution to this problem is achieved by the fact that in the control method, including for the vertical and horizontal channels, determining the current input coordinate and the coordinate of the object, calculating the difference between the input coordinate and the coordinate of the object, setting program signals and generating control commands for the object by the difference between the input coordinate and the coordinate of the object , set the time points for the start and end of the supply of program signals, from the start time to the end time add to the command The program signals determine the phase shift between the command vector and the coordinate vector, compensate for the phase shift by turning the command vector by this angle, determine the ratio of the modules of the command vector and the coordinate vector, and compensate for the change in the transmission coefficient of the object by changing the value of the object control commands.
Для осуществления указанного способа в систему управления траекторией движения объекта, содержащую объект управления, первый и второй сумматоры, задатчик программных сигналов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго сумматоров, последовательно соединенные первый блок формирования ошибок, второй вход которого соединен с первым выходом объекта управления, первый корректирующий фильтр, последовательно соединенные второй блок формирования ошибок, второй вход которого соединен со вторым выходом объекта управления, второй корректирующий фильтр, на первые входы первого и второго блоков формирования ошибок поступает входной сигнал в вертикальном и горизонтальном каналах, введены первый усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого соединен с выходом первого корректирующего фильтра, второй усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого соединен с выходом второго корректирующего фильтра, фазовый вращатель, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами соответственно первого и второго сумматоров, устройство вычисления коэффициента и фазы, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго блоков формирования ошибок, причем первый и второй входы фазового вращателя соединены с выходами соответственно первого и второго усилителей с регулируемым коэффициентом усиления, управляющие входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами устройства вычисления коэффициента и фазы, первый и второй входы объекта управления подключены к выходам соответственно первого и второго сумматоров и соответственно к третьему и четвертому входам устройства вычисления коэффициента и фазы, а третий и четвертый выходы задатчика программных сигналов соединены соответственно с пятым и шестым входами устройства вычисления коэффициента и фазы, третий выход которого соединен с третьим входом фазового вращателя. To implement this method, in the control system of the object’s trajectory containing the control object, the first and second adders, a program signal generator, the first and second outputs of which are connected respectively to the first inputs of the first and second adders, the first error generating unit is connected in series, the second input of which is connected with the first output of the control object, the first correction filter, connected in series to the second error generation unit, the second input of which is connected to the second With the output of the control object, the second correction filter, the input signal in the vertical and horizontal channels is supplied to the first inputs of the first and second error generating units, the first amplifier with an adjustable gain is introduced, the input of which is connected to the output of the first correction filter, the second amplifier with an adjustable gain the input of which is connected to the output of the second correction filter, a phase rotator, the first and second outputs of which are connected to the second inputs, respectively the first and second adders, a coefficient and phase calculator, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the first and second error generation units, the first and second inputs of the phase rotator are connected to the outputs of the first and second amplifiers with adjustable gain, the control inputs of which connected respectively to the first and second outputs of the device for calculating the coefficient and phase, the first and second inputs of the control object are connected to the outputs, respectively of the first and second adders and, respectively, to the third and fourth inputs of the coefficient and phase calculation device, and the third and fourth outputs of the software signal generator are connected respectively to the fifth and sixth inputs of the coefficient and phase calculation device, the third output of which is connected to the third input of the phase rotator.
Для осуществления указанного способа в систему управления траекторией движения объекта, содержащую объект управления, первый и второй сумматоры, задатчик программных сигналов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго сумматоров, последовательно соединенные первый блок формирования ошибок, второй вход которого соединен с первым выходом объекта управления, первый корректирующий фильтр, последовательно соединенные второй блок формирования ошибок, второй вход которого соединен со вторым выходом объекта управления, второй корректирующий фильтр, а также первый, второй и третий блоки управления, на первые входы первого и второго блоков формирования ошибок поступает входной сигнал в вертикальном и горизонтальном каналах, введены устройство вычисления коэффициента и фазы, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго блоков формирования ошибок, первый усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого соединен с выходом первого сумматора и третьим входом устройства вычисления коэффициента и фазы, второй усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого соединен с выходом второго сумматора и четвертым входом устройства вычисления коэффициента и фазы, фазовый вращатель, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами объекта управления, причем первый и второй вход фазового вращателя соединен с выходами соответственно первого и второго усилителей с регулируемым коэффициентом усиления, управляющие входы которых соединены соответственно через первый и второй блок управления с первым и вторым выходами устройства вычисления коэффициента и фазы, выход первого корректирующего фильтра соединен со вторым входом первого сумматора, выход второго корректирующего фильтра соединен со вторым входом второго сумматора, а третий и четвертый выходы задатчика программных сигналов соединены соответственно с пятым и шестым входами устройства вычисления коэффициента и фазы, третий выход которого соединен через третий блок управления с третьим входом фазового вращателя. To implement this method, in the control system of the object’s trajectory containing the control object, the first and second adders, a program signal generator, the first and second outputs of which are connected respectively to the first inputs of the first and second adders, the first error generating unit is connected in series, the second input of which is connected with the first output of the control object, the first correction filter, connected in series to the second error generation unit, the second input of which is connected to the second With the output of the control object, the second correction filter, as well as the first, second and third control units, the input signals in the vertical and horizontal channels are supplied to the first inputs of the first and second error generation units, a coefficient and phase calculator is introduced, the first and second inputs of which are connected with outputs of the first and second error generating units, respectively, the first amplifier with an adjustable gain, the input of which is connected to the output of the first adder and the third input of the device calculating the coefficient and phase, the second amplifier with adjustable gain, the input of which is connected to the output of the second adder and the fourth input of the device for calculating the coefficient and phase, a phase rotator, the first and second outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the control object, the first and second the input of the phase rotator is connected to the outputs of the first and second amplifiers with an adjustable gain, respectively, the control inputs of which are connected respectively through the first the second control unit with the first and second outputs of the coefficient and phase calculation device, the output of the first correction filter is connected to the second input of the first adder, the output of the second correction filter is connected to the second input of the second adder, and the third and fourth outputs of the software signal generator are connected to the fifth and sixth, respectively the inputs of the device for calculating the coefficient and phase, the third output of which is connected through the third control unit to the third input of the phase rotator.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе определения фазовой связи каналов и коэффициента передачи, включающем измерение команд управления и координат объекта в горизонтальной и вертикальной плоскостях управления, осуществляют в каждой измеренной команде и координате с помощью преобразования Фурье вычисление ортогональных составляющих, по вычисленным ортогональным составляющим определяют модуль и углы разворота вектора команд и вектора координат, по вычисленным значениям модуля вектора команд и модуля вектора координат определяют коэффициент передачи объекта, а по вычисленным значениям углов разворота вектора команд и вектора координат определяют фазовую связь каналов объекта. The solution to this problem is achieved by the fact that in the method for determining the phase coupling of channels and transmission coefficient, including the measurement of control commands and object coordinates in the horizontal and vertical control planes, the orthogonal components are calculated in each measured command and coordinate using the Fourier transform according to the calculated orthogonal components determine the module and the rotation angles of the command vector and coordinate vector, from the calculated values of the command vector module and the vector module ordinates determine the transmission coefficient of the object, and the calculated values of the rotation angles of the vector of commands and the coordinate vector determine the phase relationship of the channels of the object.
Для осуществления указанного способа в устройство вычисления коэффициента и фазы, содержащее первый и второй преобразователи Фурье, первый, второй и третий сумматоры, введены третий и четвертый преобразователи Фурье, первое устройство вычисления модуля, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, первое устройство вычисления угла, первый вход которого соединен с выходом второго сумматора и первым входом первого устройства вычисления модуля, последовательно соединенные второе устройство вычисления модуля, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, устройство вычисления коэффициента, второй вход которого соединен с выходом первого устройства вычисления модуля, последовательно соединенные четвертый сумматор, первый вход которого соединен со вторым выходом четвертого преобразователя Фурье, второе устройство вычисления угла, первый вход которого соединен с первым входом второго устройства вычисления модуля, устройство вычисления фазы, второй вход которого соединен с выходом первого устройства вычисления угла, причем первый выход первого преобразователя Фурье соединен со вторым входом второго сумматора, первый вход которого соединен со вторым выходом второго преобразователя Фурье, второй выход первого преобразователя Фурье соединен со вторым входом первого сумматора, первый вход которого соединен с первым выходом второго преобразователя Фурье, первый выход третьего преобразователя Фурье соединен со вторым входом четвертого сумматора, второй выход третьего преобразователя Фурье соединен со вторым входом третьего сумматора, первый вход которого соединен с первым выходом четвертого преобразователя Фурье, первый вход первого преобразователя Фурье соединен с первыми входами второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье, второй вход первого преобразователя Фурье соединен со вторыми входами второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье, выход первого сумматора соединен со вторым входом первого устройства вычисления угла, а выход третьего сумматора соединен со вторым входом второго устройства вычисления угла, при этом третьи входы первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами устройства вычисления коэффициента и фазы, первые входы первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье соответствуют пятому входу устройства вычисления коэффициента и фазы, вторые входы первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье соответствуют шестому входу устройства вычисления коэффициента и фазы, выход устройства вычисления коэффициента является первым и вторым выходами устройства вычисления коэффициента и фазы, а выход устройства вычисления фазы является третьим выходом устройства вычисления коэффициента и угла. To implement this method, a third and fourth Fourier converters, a first module calculator, the second input of which is connected to the output of the first adder, a first angle calculator, are introduced into the coefficient and phase calculation device containing the first and second Fourier converters, the first, second and third adders the first input of which is connected to the output of the second adder and the first input of the first device for calculating the module, connected in series to the second device for calculating the module, the second input to otoroho connected to the output of the third adder, a coefficient calculation device, the second input of which is connected to the output of the first module calculation device, a fourth adder connected in series, the first input of which is connected to the second output of the fourth Fourier converter, the second angle calculation device, the first input of which is connected to the first input a second module calculating device, a phase calculating device, the second input of which is connected to the output of the first angle calculating device, the first output being the first Fourier converter is connected to the second input of the second adder, the first input of which is connected to the second output of the second Fourier converter, the second output of the first Fourier transform is connected to the second input of the first adder, the first input of which is connected to the first output of the second Fourier transform, the first output of the third Fourier transform with the second input of the fourth adder, the second output of the third Fourier converter is connected to the second input of the third adder, the first input of which is connected to the first m is the output of the fourth Fourier transform, the first input of the first Fourier transform is connected to the first inputs of the second, third and fourth Fourier transforms, the second input of the first Fourier transform is connected to the second inputs of the second, third and fourth Fourier transforms, the output of the first adder is connected to the second input of the first calculation device angle, and the output of the third adder is connected to the second input of the second device for calculating the angle, while the third inputs of the first, second, third and fourth transform The Fourier transforms are respectively the first, second, third and fourth inputs of the coefficient and phase calculator, the first inputs of the first, second, third and fourth Fourier converters correspond to the fifth input of the coefficient and phase calculator, the second inputs of the first, second, third and fourth Fourier converters the sixth input of the coefficient and phase calculating device, the output of the coefficient calculating device is the first and second outputs of the coefficient and phase calculating device, and the output of the phase calculator is the third output of the coefficient and angle calculator.
Для осуществления указанного способа в устройство вычисления коэффициента и фазы, содержащее первый и второй преобразователи Фурье, первый, второй и третий сумматоры, введены третий и четвертый преобразователи Фурье, первое устройство вычисления коэффициента, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, первое устройство вычисления угла, первый вход которого соединен с выходом второго сумматора, второе устройство вычисления коэффициента, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, последовательно соединенные четвертый сумматор, первый вход которого соединен со вторым выходом четвертого преобразователя Фурье, второе устройство вычисления угла, первый вход которого соединен с первым входом второго устройства вычисления коэффициента, устройство вычисления фазы, второй вход которого соединен с выходом первого устройства вычисления угла, причем первый выход первого преобразователя Фурье соединен со вторым входом второго сумматора, первый вход которого соединен со вторым выходом второго преобразователя Фурье, второй выход первого преобразователя Фурье соединен со вторым входом первого сумматора, первый вход которого соединен с первым выходом второго преобразователя Фурье, первый выход третьего преобразователя Фурье соединен со вторым входом четвертого сумматора, второй выход третьего преобразователя Фурье соединен со вторым входом третьего сумматора, первый вход которого соединен с первым выходом четвертого преобразователя Фурье, первый вход первого преобразователя Фурье соединен с первыми входами второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье, второй вход первого преобразователя Фурье соединен со вторыми входами второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье, выход первого сумматора соединен со вторым входом первого устройства вычисления угла, а выход третьего сумматора соединен со вторым второго входом устройства вычисления угла и первым входом первого устройства вычисления коэффициента, при этом третьи входы первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами устройства вычисления коэффициента и фазы, первые входы первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье соответствуют пятому входу устройства вычисления коэффициента и фазы, вторые входы первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье соответствуют шестому входу устройства вычисления коэффициента и фазы, выход первого устройства вычисления коэффициента является первым выходом устройства вычисления коэффициента и фазы, выход второго устройства вычисления коэффициента является вторым выходом устройства вычисления коэффициента и фазы, а выход устройства вычисления фазы является третьим выходом устройства вычисления коэффициента и угла. To implement this method, a third and fourth Fourier converters, a first coefficient calculator, the second input of which is connected to the output of the first adder, a first angle calculator, are introduced into the coefficient and phase calculation device containing the first and second Fourier converters, the first, second and third adders the first input of which is connected to the output of the second adder, the second coefficient calculation device, the second input of which is connected to the output of the second adder, is connected in series the fourth adder, the first input of which is connected to the second output of the fourth Fourier transform, a second angle calculator, the first input of which is connected to the first input of the second coefficient calculating device, a phase calculator, the second input of which is connected to the output of the first angle calculating device, the first output the first Fourier transform is connected to the second input of the second adder, the first input of which is connected to the second output of the second Fourier transform, the second output of the first pre The Fourier generator is connected to the second input of the first adder, the first input of which is connected to the first output of the second Fourier converter, the first output of the third Fourier converter is connected to the second input of the fourth adder, the second output of the third Fourier converter is connected to the second input of the third adder, the first input of which is connected to the first the output of the fourth Fourier transform, the first input of the first Fourier transform is connected to the first inputs of the second, third and fourth Fourier transforms, the second input q of the first Fourier transform is connected to the second inputs of the second, third and fourth Fourier converters, the output of the first adder is connected to the second input of the first angle calculator, and the output of the third adder is connected to the second second input of the angle calculator and the first input of the first coefficient calculating device, while the third inputs of the first, second, third and fourth Fourier converters are respectively the first, second, third and fourth inputs of the coefficient calculation device and phases, the first inputs of the first, second, third and fourth Fourier converters correspond to the fifth input of the coefficient and phase calculation device, the second inputs of the first, second, third and fourth Fourier converters correspond to the sixth input of the coefficient and phase calculation device, the output of the first coefficient calculation device is the first the output of the device for calculating the coefficient and phase, the output of the second device for calculating the coefficient is the second output of the device for calculating the coefficient and phase, and The output of the phase calculator is the third output of the coefficient and angle calculator.
В заявляемых технических решениях с целью повышения точности работы системы управления при фазовой связи каналов и изменения коэффициента передачи объекта в условиях отфильтрованных от шумов входных сигналов осуществляется определение модуля и угла разворота вектора координат и вектора команд с помощью преобразования Фурье, определение величины фазовой связи каналов и величины изменения коэффициента передачи объекта и формирования соответствующим образом компенсации фазовой связи каналов и изменения коэффициента передачи объекта. In the claimed technical solutions, in order to improve the accuracy of the control system during phase communication of channels and change the transmission coefficient of the object under conditions of input signals filtered from noise, the module and the rotation angle of the coordinate vector and command vector are determined using the Fourier transform, the phase coupling of the channels and the magnitude are determined changes in the transmission coefficient of the object and the formation of the corresponding compensation of the phase coupling of the channels and changes in the transmission coefficient of the object a.
Предлагаемое техническое решение поясняется фиг. 1, 2, 3 и 4, где фиг.1 изображает первый вариант реализации системы управления, фиг.2 изображает второй вариант реализации системы управления, фиг.3 изображает первый вариант реализации устройства вычисления коэффициента и фазы, фиг.4 изображает второй вариант реализации устройства вычисления коэффициента и фазы. The proposed technical solution is illustrated in FIG. 1, 2, 3 and 4, where FIG. 1 depicts a first embodiment of a control system, FIG. 2 depicts a second embodiment of a control system, FIG. 3 depicts a first embodiment of a coefficient and phase calculating device, FIG. 4 depicts a second embodiment of a device coefficient and phase calculations.
Первый вариант реализации системы управления объекта поясняет фиг.1, на которой обозначено: 1, 2 - первый и второй блоки формирования ошибок; 3, 4 - первый и второй сумматоры; 5 - объект управления; 6, 7 - первый и второй усилители с регулируемым коэффициентом усиления; 8 - фазовый вращатель; 9 - устройство вычисления коэффициента и угла; 10 - задатчик программных синалов; 11, 12 - первый и второй корректирующие фильтры. The first embodiment of the object control system is illustrated in FIG. 1, which indicates: 1, 2 - the first and second error generation blocks; 3, 4 - the first and second adders; 5 - control object; 6, 7 - the first and second amplifiers with adjustable gain; 8 - phase rotator; 9 - device for calculating the coefficient and angle; 10 - setpoint program sines; 11, 12 - the first and second correction filters.
Второй вариант реализации системы управления объекта поясняет фиг.2, на которой обозначено: 1, 2 - первый и второй блоки формирования ошибок; 3, 4 - первый и второй сумматоры; 5 - объект управления; 6, 7 - первый и второй усилители; 8 - фазовый вращатель; 9 - устройство вычисления коэффициента и угла; 10 - задатчик программных синалов; 11, 12 - первый и второй корректирующие фильтры; 13, 14 и 15 - первый, второй и третий блоки управления. The second embodiment of the object control system is illustrated in FIG. 2, which indicates: 1, 2 - the first and second error generation blocks; 3, 4 - the first and second adders; 5 - control object; 6, 7 - the first and second amplifiers; 8 - phase rotator; 9 - device for calculating the coefficient and angle; 10 - setpoint program sines; 11, 12 - the first and second correction filters; 13, 14 and 15 - the first, second and third control units.
Первый вариант реализации устройства вычисления коэффициента и фазы поясняет фиг.3, на которой обозначено: 21, 22, 23 и 24 - первый, второй, третий и четвертый преобразователи Фурье; 25, 26, 27 и 28 - первый, второй, третий и четвертый сумматоры; 29, 30 - первое и второе устройства вычисления модуля; 31, 32 - первое и второе устройства вычисления угла, 33 - устройство вычисления фазы; 34 - устройство вычисления коэффициента. The first embodiment of the device for calculating the coefficient and phase is illustrated in Fig. 3, which indicates: 21, 22, 23 and 24 - the first, second, third and fourth Fourier transforms; 25, 26, 27 and 28 - the first, second, third and fourth adders; 29, 30 - the first and second device computing module; 31, 32 - the first and second devices for calculating the angle, 33 - device for calculating the phase; 34 is a coefficient calculating device.
Второй вариант реализации устройства вычисления коэффициента и фазы поясняет фиг. 4, на которой обозначено: 21, 22, 23 и 24 - первый, второй, третий и четвертый преобразователи Фурье; 25, 26, 27 и 28 - первый, второй, третий и четвертый сумматоры; 31, 32 - первое и второе устройства вычисления угла, 33 - устройство вычисления фазы; 34, 35 - первое и второе устройства вычисления коэффициента. A second embodiment of the coefficient and phase calculating apparatus is illustrated in FIG. 4, on which is indicated: 21, 22, 23 and 24 - the first, second, third and fourth Fourier transforms; 25, 26, 27 and 28 - the first, second, third and fourth adders; 31, 32 - the first and second devices for calculating the angle, 33 - device for calculating the phase; 34, 35 - the first and second devices for calculating the coefficient.
Устройства 1, 2, 26, 28 и 33 представляют собой сумматор аналоговых сигналов с двумя входами (инвертирующим и не инвертирующим), реализованный на базе ОУ 153УД6 (см. [4] стр.75...77, рис.3.2).
Устройства 3, 4, 25 и 27 сумматора аналоговых сигналов (см. [4] стр.75.. .77, рис. 3.1), реализованных на базе ОУ153УД6.
Объект управления 5, включающий гироскоп 16, рулевые приводы 17, 18, планер 19 и кинематические соотношения 20, выполнен по известной схеме (см. [5] стр.388...404, [1] стр.372...379). The
Устройства 6, 7 представляют собой усилитель с регулируемым коэффициентом усилением (см. [4] стр.57...62, рис. 2.5) и аналоговым запоминающим блоком (см. [4] стр.178...190, рис. 7.9) на входе регулирования коэффициента, реализованных на базе ОУ 153УД6.
На управляющий вход аналогового запоминающего блока подается сигнал с выхода устройства формирующего импульс с передним фронтом начала и задним фронтом окончания запоминания, представляющего собой последовательно соединенные аналоговый интегратор, реализованный на базе ОУ 153УД6 (см. [4] стр. 77...82, рис. 3.3, 3.4), компаратор, представляющий собой однопороговую схему сравнения, реализованную на базе операционного усилителя 153УД6 (см. [4], стр. 167. . . 172, табл.7.2), и сумматор аналоговых сигналов с двумя входами (инвертирующим и не инвертирующим), реализованным на базе ОУ 153УД6 (см. [4] стр. 75. ..77, рис. 3.2), инвертирующий вход которого соединен через регулируемую линию задержки импульса (см. [4] стр.204...205) с выходом аналогового интегратора. A signal from the output of the pulse generating device with a leading edge of the beginning and a trailing edge of the end of storage, which is a series-connected analog integrator implemented on the basis of OU 153UD6 (see [4] p. 77 ... 82, fig. . 3.3, 3.4), a comparator, which is a single-threshold comparison circuit implemented on the basis of the 153UD6 operational amplifier (see [4], p. 167.. 172, table 7.2), and an analog signal adder with two inputs (inverting and not inverting), realizes data on the basis of OU 153UD6 (see [4] p. 75. ..77, Fig. 3.2), the inverting input of which is connected via an adjustable pulse delay line (see [4] p. 204 ... 205) with the analog output integrator.
Устройство 8 обеспечивает на базе аналоговых перемножителей (см. [4] стр. 91...100, рис. 3.15), сумматоров аналоговых сигналов (см. [4] стр.75... 77, рис. 3.1) и аналоговых тригонометрических преобразователей (см. [6] стр. 33...38, рис.2.1-2.3) реализацию следующего преобразования [3]:
Uвых1=Uвх1•cos(Uвх3)+Uвх2•sin(Uвх3);
Uвых2=Uвх2•cos(Uвх3)-Uвх1•sin(Uвх3); (1)
где сигнал с i-го выхода (входа) j-го устройства, w - частота сигнала, Uвх3 - это сигнал с выхода аналогового запоминающего блока (см. [4] стр.178...190, рис. 7.9), вход которого является третьим входом устройства 8. На управляющий вход аналогового запоминающего блока подается сигнал с выхода устройства формирующего импульс с передним фронтом начала и задним фронтом окончания запоминания, представляющего собой последовательно соединенные аналоговый интегратор, реализованный на базе ОУ 153УД6 (см. [4] стр. 77. . . 82, рис. 3.3, 3.4), компаратор, представляющий собой одно-пороговую схему сравнения, реализованную на базе операционного усилителя 153УД6 (см. [4] , стр.167... 172, табл.7.2), и сумматор аналоговых сигналов с двумя входами (инвертирующим и не инвертирующим), реализованным на базе ОУ 153УД6 (см. [4] стр.75...77, рис. 3.2), инвертирующий вход которого соединен через регулируемую линию задержки импульса (см. [4] стр.204...205) с выходом аналогового интегратора.
U out1 = U in1 • cos (U in3 ) + U in2 • sin (U in3 );
U o2 = U in2 • cos (U in3 ) -U in1 • sin (U in3 ); (1)
Where the signal from the i-th output (input) of the j-th device, w is the signal frequency, Uin 3 is the signal from the output of the analog storage unit (see [4] p.178 ... 190, Fig. 7.9), the input of which is the third input of
Устройство 10 представляет генератор синусоидальных колебаний, реализованный на базе ОУ 153УД6 (см. [4] стр.129.,.138, рис. 5.12, 5.13). Подача сигналов осуществляется только в заранее заданном интервале времени.
Устройства 11 и 12 представляют собой корректирующий фильтр, реализованный на базе ОУ 153УД6 (см. [1] стр.366...371, рис. 7.15).
Устройства 13 и 14 представляют собой последовательно соединенные сумматор аналоговых сигналов с двумя входами (инвертирующим и не инвертирующим), реализованным на базе ОУ 153УД6 (см. [4] стр.75...77, рис. 3.2), и аналоговый интегратор, реализованный на базе ОУ 153УД6 (см. [4] стр.77...82, рис. 3.3). Инвертирующий вход сумматора является входом устройств 13, 14, а на не инвертирующий вход подается сигнал, равный единице.
Устройство 15 представляет собой аналоговый интегратор, реализованный на базе ОУ 153УД6 (см. [4] стр.77...82, рис. 3.3). The
Устройства 21, 22, 23 и 24 обеспечивают на базе аналоговых перемножителей (см. [4] стр.91...100, рис. 3.15), сумматоров аналоговых сигналов (см. [4] стр.75...77, рис. 3.1) реализацию функции преобразования Фурье (см. [7] стр.41...59):
где Uвх1=cos(wt), Uвx2=sin(wt), Δt - время дискретизации; Тn, Tk - время начала и конца обработки входного сигнала.
where U in1 = cos (wt), Ux 2 = sin (wt), Δt is the sampling time; Tn, Tk - time of the beginning and end of processing the input signal.
Устройства 29, 30 обеспечивают реализацию на базе аналоговых перемножителей (см. [4] стр. 91...100, рис. 3.15), сумматора аналоговых сигналов (см. [4] стр.75...77, рис. 3.1) и блок вычисления корня (см. [6] стр.33... 38, рис.2.1-2.3), реализованных на базе ОУ153УД6, следующей функции:
где Uвх1, Uвх2, Uвых - сигналы на первом и втором входах и выходе устройств 29, 30.
where U in1 , U in2 , U out - signals at the first and second inputs and outputs of
Устройства 31, 32 обеспечивают реализацию на базе аналогового делителя (см. [4] стр. 100...101, рис. 3.22) и блок вычисления арктангенса (см. [6] стр. 33. . . 38, рис. 2.1-2.3), реализованных на базе ОУ153УД6, следующей функции:
Uвых = arctg(Uвх1/Uвх2), (4)
где Uвх1, Uвх2, Uвых - сигналы на первом и втором входах и выходе устройств 31, 32.
U out = arctg (U in1 / U in2 ), (4)
where U in1 , U in2 , U out - signals at the first and second inputs and output of
Устройства 34, 35 представляют аналоговый делитель (см. [4] стр.100... 101, рис. 3.22), реализованных на базе ОУ153УД6.
Вновь вводимые блоки реализуются на базе элементов, являющихся стандартными и выпускаемыми промышленностью со стандартной точностью. Newly introduced blocks are implemented on the basis of elements that are standard and manufactured by the industry with standard accuracy.
Первый вариант системы управления с устройством вычисления коэффициента и фазы, реализующие предлагаемые способы определения и управления объектом, работает следующим образом. The first version of the control system with a device for calculating the coefficient and phase, which implement the proposed methods for determining and controlling an object, works as follows.
Рассмотрим работу системы управления. Входной сигнал поступает в вертикальном и горизонтальном каналах на первые входы соответственно первого блока формирования ошибки 1, на второй вход которого поступает сигнал с первого выхода объекта управления 5, и второго блока формирования ошибки 2, на второй вход которого поступает сигнал со второго выхода объекта управления 5. На выходе первого блока формирования ошибки 1 вырабатывается сигнал, пропорциональный величине отклонения выходной координаты объекта Fвыху(t) от входного сигнала Fвху(t) в вертикальной плоскости управления: ΔFy(t)= Fвxy(t)-Fвыху(t), а на выходе второго блока формирования ошибки 2 вырабатывается сигнал, пропорциональный величине отклонения выходной координаты объекта Fвыxz(t) от входного сигнала Fвxz(t) в горизонтальной плоскости управления: ΔFz(t)= Fвxz(t)-Fвыхz(t). Сигнал с выхода первого блока формирования ошибки 1 преобразуется первым корректирующим фильтром 11, входной сигнал которого подается на первый вход устройства вычисления коэффициента и угла 9, и первым усилителем 6, на управляющий вход которого подается сигнал, пропорциональный величине коэффициента передачи объекта 5 с первого выхода устройства вычисления коэффициента и угла 9, и поступает на первый вход фазового вращателя 8. Сигнал с выхода второго блока формирования ошибки 2 преобразуется вторым корректирующим фильтром 12, входной сигнал которого подается на второй вход устройства вычисления коэффициента и угла 9, и вторым усилителем 7, на управляющий вход которого подается сигнал, пропорциональный величине коэффициента передачи объекта 5, со второго выхода устройства вычисления коэффициента и угла 9, и поступает на второй вход фазового вращателя 8. Сигналы с третьего и четвертого выходов задатчика программных сигналов 10 поступают соответственно на пятый и шестой входы устройства вычисления коэффициента и угла 9, с третьего выхода которого подается сигнал, пропорциональный величине фазовой связи каналов, на третий вход фазового вращателя 8. Сигнал с первого выхода фазового вращателя 8 через первый сумматор 3, на первый вход которого поступает сигнал с первого выхода задатчика программных сигналов 10, подается на первый вход объекта управления 5. Сигнал со второго выхода фазового вращателя 8 через второй сумматор 4, на первый вход которого поступает сигнал со второго выхода задатчика программных сигналов 10, подается на второй вход объекта управления 5. Гироскоп 16 раскладывает входные сигналы объекта управления 5 и подает их на первый и второй рулевой приводы 17, 18. Изменение положения рулей приводов 17, 18 приводят к изменению в пространстве положения планера 19 и координат объекта управления 5 на его первом и втором выходах через кинематические соотношения 20. Преобразованные таким образом сигналы ошибки в вертикальной и горизонтальной плоскостях ΔFy(t) и ΔFz(t) в сигналы управления Uy(t) и Uz(t) с выхода первого и второго сумматоров 3 и 4 воздействуют на объект управления 5. Направление на объект 5 в вертикальной и горизонтальных плоскостях Fвху(t) и Fвыхz(t) смещается в пространстве, и исходные угловые рассогласования ΔFy(t) и ΔFz(t) между направлениями на объект слежения Fвxy(t) и Fвxz(t) и на объект 5 Fвыху(t) и Fвыхуz(t) уменьшаются. Consider the operation of the control system. The input signal is supplied in the vertical and horizontal channels to the first inputs of the first
Первый вариант устройства вычисления коэффициента и угла работает так. The first version of the coefficient and angle calculator works like this.
На первый и второй входы первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23, 24 поступают программные сигналы соответственно с первого и второго выходов задатчика 10. Сигналы, поступающие на первый, второй, третий и четвертые входы устройства 9, подаются соответственно на третий вход первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23 и 24. Сигнал с первого выхода первого преобразователя Фурье 21 подается на второй вход второго сумматора 26, на первый вход которого подается сигнал со второго выхода второго преобразователя Фурье 22. Сигнал с первого выхода второго преобразователя Фурье 22 подается на первый вход первого сумматора 25, на второй вход которого подается сигнал со второго выхода первого преобразователя Фурье 21. Сигнал с выхода первого сумматора 25 подается на вторые входы устройства 29 и 31, на первые входы которых поступает сигнал с выхода второго сумматора 26. Сигнал с первого выхода третьего преобразователя Фурье 23 подается на второй вход четвертого сумматора 28, на первый вход которого подается сигнал со второго выхода третьего преобразователя Фурье 23. Сигнал с первого выхода четвертого преобразователя Фурье 24 подается на первый вход третьего сумматора 27, на второй вход которого подается сигнал со второго выхода третьего преобразователя Фурье 23. Сигнал с выхода третьего сумматора 27 подается на вторые входы устройства 30 и 32, на первые входы которых поступает сигнал с выхода четвертого сумматора 28. Сигнал, пропорциональный величине угла разворота вектора координат, с выхода устройства 31 поступает на второй вход устройства вычисления фазы 33, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный величине угла разворота вектора команд, с выхода устройства 32. Сигнал, пропорциональный величине модуля вектора координат, с выхода устройства 29 поступает на второй вход устройства вычисления коэффициента 34, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный величине модуля вектора команд, с выхода устройства 30. Сигнал с выхода устройства 34 соответствует сигналу с первого и второго выходов устройства 9, а сигнал с выхода устройства 33 соответствует сигналу с третьего выхода устройства 9. The first and second inputs of the first, second, third and
Второй вариант устройства вычисления коэффициента и угла работает так. The second version of the device for calculating the coefficient and angle works like this.
На первый и второй входы первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23, 24 поступают программные сигналы соответственно с первого и второго выходов задатчика 10. Сигналы, поступающие на первый, второй, третий и четвертые входы устройства 9, подаются соответственно на третий вход первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23 и 24. Сигнал с первого выхода первого преобразователя Фурье 21 подается на второй вход второго сумматора 26, на первый вход которого подается сигнал со второго выхода второго преобразователя Фурье 22. Сигнал с первого выхода второго преобразователя Фурье 22 подается на первый вход первого сумматора 25, на второй вход которого подается сигнал со второго выхода первого преобразователя Фурье 21. Сигнал с выхода первого сумматора 25 подается на второй вход устройства 31, на первый вход которого поступает сигнал с выхода второго сумматора 26. Сигнал с первого выхода третьего преобразователя Фурье 23 подается на второй вход четвертого сумматора 28, на первый вход которого подается сигнал со второго выхода третьего преобразователя Фурье 23. Сигнал с первого выхода четвертого преобразователя Фурье 24 подается на первый вход третьего сумматора 27, на второй вход которого подается сигнал со второго выхода третьего преобразователя Фурье 23. Сигнал с выхода третьего сумматора 27 подается на второй вход устройства 32, на первый вход которого поступает сигнал с выхода четвертого сумматора 28. Сигнал, пропорциональный величине угла разворота вектора координат, с выхода устройства 31 поступает на второй вход устройства вычисления фазы 33, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный величине угла разворота вектора команд, с выхода устройства 32. Сигнал, пропорциональный величине ортогональной составляющей модуля вектора координат, с выхода устройства 25 поступает на второй вход первого устройства вычисления коэффициента 34, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный величине ортогональной составляющей модуля вектора команд, с выхода устройства 27. Сигнал, пропорциональный величине ортогональной составляющей модуля вектора координат, с выхода устройства 26 поступает на второй вход второго устройства вычисления коэффициента 35, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный величине ортогональной составляющей модуля вектора команд, с выхода устройства 28. Сигналы с выходов устройств 34, 35 являются сигналами соответственно с первого и второго выходов устройства 9, а сигнал с выхода устройства 33 соответствует сигналу с третьего выхода устройства 9. The first and second inputs of the first, second, third and
Циклограмма работы первого варианта системы управления с первым вариантом устройства вычисления коэффициента и угла следующая. The sequence of operation of the first version of the control system with the first version of the device for calculating the coefficient and angle is as follows.
Т0 - момент времени начала работы системы управления. T0 is the point in time of the start of operation of the control system.
Т1 - момент времени начала подачи сигналов с выхода устройства 10. T1 - the time point of the start of the signal from the output of the
Т2 - момент времени начала определения величины фазовой связи каналов объекта 5 и изменения коэффициента передачи объекта 5. T2 - the time point of the beginning of determining the magnitude of the phase coupling of the channels of the
Т3 - момент времени окончания определения величины фазовой связи каналов объекта 5 и изменения коэффициента передачи объекта 5, подачи компенсирующих сигналов на устройства 6, 7, 8 и прекращения подачи сигналов с выхода устройства 10. T3 - the time point for determining the phase coupling magnitude of the channels of the
Циклограмма работы первого варианта системы управления со вторым вариантом устройства вычисления коэффициента и угла следующая. The sequence of operation of the first version of the control system with the second version of the device for calculating the coefficient and angle is as follows.
Т0 - момент времени начала работы системы управления. T0 is the point in time of the start of operation of the control system.
Т1 - момент времени начала подачи сигналов с выхода устройства 10. T1 - the time point of the start of the signal from the output of the
Т2 - момент времени начала определения величины фазовой связи каналов объекта 5. T2 - time point of the beginning of determining the magnitude of the phase coupling of the channels of the
Т3 - момент времени окончания определения величины фазовой связи каналов объекта 5, подачи компенсирующего сигнала на устройство 8 и начала определения величины коэффициентов передачи по каналам объекта 5. T3 - the time point of determining the phase coupling magnitude of the channels of the
Т4 - момент времени окончания определения величины изменения коэффициентов передачи объекта по каналам 5, подачи компенсирующих сигналов на устройства 6, 7 и прекращения подачи сигналов с выхода устройства 10. T4 - the time point of determining the magnitude of the change in the transmission coefficients of the object through
В первом варианте реализации системы управления повышение надежности достигается путем
- определения модуля и угла разворота вектора координат с помощью преобразования Фурье на элементах 21, 22, 25, 26,29, 31;
- определения модуля и угла разворота вектора команд с помощью преобразования Фурье на элементах 23, 24, 27, 28, 30, 32;
- определения величины фазовой связи каналов и изменения коэффициента передачи объекта 5 на выходе устройства 9 на интервале времени подачи программных сигналов на выходе устройства 10 с помощью элементов 33, 34 и 35;
- компенсации фазовой связи каналов объекта 5 с помощью устройства 8;
- компенсация изменения коэффициента передачи объекта 5 с помощью устройств 6 и 7;
- определенной последовательностью соединения вновь вводимых элементов 6-9, 23, 24, 28-35 и выполнением определенных параметрических соотношений.In the first embodiment of the control system, an increase in reliability is achieved by
- determining the modulus and the angle of rotation of the coordinate vector using the Fourier transform on the
- determination of the module and the angle of rotation of the vector of commands using the Fourier transform on the
- determining the magnitude of the phase coupling of the channels and changing the transmission coefficient of the
- compensation of the phase coupling of the channels of the
- compensation for changes in the transmission coefficient of the
- a specific sequence of connections of newly introduced elements 6-9, 23, 24, 28-35 and the implementation of certain parametric relations.
Обосновать работу первого варианта системы управления с первым вариантом устройства вычисления коэффициента и угла можно следующим образом. Justify the operation of the first version of the control system with the first version of the device for calculating the coefficient and angle as follows.
В диапазоне времени Т0...Т1 осуществляется начало управления объектом 5. In the time range T0 ... T1, the start of control of the
Из-за наличия фазовой связи каналов и изменения коэффициента передачи объекта 5 наблюдается в этом диапазоне времени перетекание команд управления из одного канала в другой, что приводит к разбалтыванию объекта 5 относительно его траектории движения. Due to the presence of phase coupling of the channels and changes in the transmission coefficient of
В диапазоне времени Т1...Т2 в вертикальный и горизонтальный каналы системы управления осуществляется подача программных сигналов с первого и второго выходов устройства 10:
где сигналы с первого, второго, третьего и четвертого выходов устройства 10; А1, А2, A3, А4 - амплитуды сигнала, w - частота сигнала. Значения Al, A2, w задаются из условия обеспечения в вертикальной и горизонтальной плоскостях максимальных величин сигналов ошибки ΔFy(t) и ΔFz(t) и сигналы управления Uy(t) и Uz(t).In the time range T1 ... T2, the vertical and horizontal channels of the control system provide program signals from the first and second outputs of device 10:
Where signals from the first, second, third and fourth outputs of the
Интервал времени Т1. ..Т2 выбирается из условия обеспечения установившегося процесса отработки системой управления программных сигналов (5). В этом интервале времени объект 5 движется по программной траектории относительно номинальной траектории движения. T1 time interval. ..T2 is selected from the condition of ensuring the steady-state process of developing program signals by the control system (5). In this time interval,
В диапазоне времени Т2...Т3 определяется величина фазовой связи каналов и изменения коэффициента передачи объекта 5 в следующей последовательности. In the time range T2 ... T3, the phase coupling of the channels and the change in the transmission coefficient of the
1. На выходах первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23 и 24 формируются вертикальные и горизонтальные ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд:
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
Использование преобразований Фурье (6)-(13) позволяет формировать вертикальные и горизонтальные ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд при наличии помех в измеряемых сигналах.1. At the outputs of the first, second, third and
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(eleven)
(12)
(thirteen)
Using the Fourier transforms (6) - (13), it is possible to form vertical and horizontal orthogonal components of the coordinate vector and the command vector in the presence of interference in the measured signals.
2. На выходах первого, второго, третьего и четвертого сумматоров 25, 26, 27 и 28 формируются ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд:
3. На выходах устройств 29 и 31 вычисляется модуль и угол разворота вектора координат:
Uвых31 = arctg(Uвых26/Uвых25), (19)
где Uвых29, Uвых31 - амплитудный и фазовый спектр вектора координат Х (см. [8] стр.512 ):
4. На выходах устройств 30 и 32 вычисляется модуль и угол разворота вектора команд:
Uвых32 = arctg(Uвых28/Uвых27), (21)
где Uвых30, Uвых32 - амплитудный и фазовый спектр вектора координат U (см. [8] стр.512):
5. На выходе устройства 33 вычисляется величина фазовой связи каналов объекта 5:
Uвых33=Uвых31-Uвых32. (22)
6. На выходе устройства 34 вычисляется величина изменения коэффициента передачи объекта 5:
где g=9,81 м/с; np - располагаемая перегрузка объекта 5.2. At the outputs of the first, second, third and
3. At the outputs of
U o31 = arctg (U o26 / U o25 ), (19)
where U out29 , U out31 is the amplitude and phase spectrum of the coordinate vector X (see [8] p. 512):
4. At the outputs of
U o32 = arctg (U o28 / U o27 ), (21)
where U o30 , U o32 is the amplitude and phase spectrum of the coordinate vector U (see [8] p. 512):
5. At the output of the
U o33 = U o31 -U o32 . (22)
6. At the output of the
where g = 9.81 m / s; n p - disposable overload of the
Интервал времени Т2...Т3 выбирается из условия обеспечения определения величины фазовой связи каналов и изменения коэффициента объекта 5 и задается не менее 1-1,5 периодов программного сигнала. В этом интервале времени объект 5 продолжает двигаться по программной траектории относительно номинальной траектории движения. The time interval T2 ... T3 is selected from the condition for determining the magnitude of the phase coupling of the channels and changing the coefficient of the
При времени управления больше Т3 осуществляется прекращение подачи сигналов с выхода устройства 10 и на третий вход устройства 8 и управляющие входы устройств 6, 7 подаются запомненные компенсирующие сигнал по фазовой связи каналов (22) и изменению коэффициента передачи (23) объекта 5. В этом интервале времени объект 5 движется по своей траектории без колебаний, вызванных наличием в объекте 5 фазовой связи каналов и изменением коэффициента передачи. When the control time is longer than T3, the signal is stopped from the output of the
Обосновать работу первого варианта системы управления со вторым вариантом устройства вычисления коэффициента и угла можно следующим образом. Justify the operation of the first version of the control system with the second version of the device for calculating the coefficient and angle as follows.
В диапазоне времени Т0...Т1 осуществляется начало управления объектом 5. In the time range T0 ... T1, the start of control of the
Из-за наличия фазовой связи каналов и изменения коэффициента передачи объекта 5 наблюдается в этом диапазоне времени перетекание команд управления из одного канала в другой, что приводит к разбалтыванию объекта 5 относительно его траектории движения. Due to the presence of phase coupling of the channels and changes in the transmission coefficient of
В диапазоне времени Т1...Т2 в вертикальный и горизонтальный каналы системы управления осуществляется подача программных сигналов с первого и второго выходов устройства 10 в соответствии с формулой (5). In the time range T1 ... T2, the vertical and horizontal channels of the control system supply program signals from the first and second outputs of the
Интервал времени Т1. ..Т2 выбирается из условия обеспечения установившегося процесса отработки системой управления программных сигналов (5). В этом интервале времени объект 5 движется по программной траектории относительно номинальной траектории движения. T1 time interval. ..T2 is selected from the condition of ensuring the steady-state process of developing program signals by the control system (5). In this time interval,
В диапазоне времени Т2...Т3 определяется величина фазовой связи каналов объекта 5 в следующей последовательности. In the time range T2 ... T3, the phase coupling value of the channels of the
1. На выходах первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23 и 24 формируются вертикальные и горизонтальные ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд в соответствии с формулами (6)-(13). 1. At the outputs of the first, second, third and
Использование преобразований Фурье (6)-(13) позволяет формировать вертикальные и горизонтальные ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд при наличии помех в измеряемых сигналах. Using the Fourier transforms (6) - (13), it is possible to form vertical and horizontal orthogonal components of the coordinate vector and the command vector in the presence of interference in the measured signals.
2. На выходах первого, второго, третьего и четвертого сумматоров 25, 26, 27 и 28 формируются ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд в соответствии с формулами (14)-(17). 2. At the outputs of the first, second, third and
3. На выходе устройства 31 вычисляется угол разворота вектора координат в соответствии с формулой (19). 3. At the output of the
4. На выходе устройства 32 вычисляется угол разворота вектора команд в соответствии с формулой (21). 4. At the output of the
5. На выходе устройства 33 вычисляется величина фазовой связи каналов объекта 5 в соответствии с формулой (22)
Интервал времени Т2...Т3 выбирается из условия обеспечения определения величины фазовой связи каналов объекта 5 и задается не менее 1-1,5 периодов программного сигнала. В этом интервале времени объект 5 продолжает двигаться по программной траектории относительно номинальной траектории движения.5. At the output of the
The time interval T2 ... T3 is selected from the condition for determining the magnitude of the phase coupling of the channels of
При времени управления больше Т3 на третий вход устройства 8 подаются запомненные компенсирующие сигнал по фазовой связи каналов объекта 5. When the control time is longer than T3, the memorized compensating signal is transmitted to the third input of
В диапазоне времени Т3...Т4 определяется величина изменения коэффициента передачи по каналам объекта 5 в следующей последовательности. In the time range T3 ... T4, the amount of change in the transmission coefficient over the channels of
1. На выходах первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23 и 24 формируются вертикальные и горизонтальные ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд в соответствии с формулами (6)-(13). 1. At the outputs of the first, second, third and
Использование преобразований Фурье (6)-(13) позволяет формировать вертикальные и горизонтальные ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд при наличии помех в измеряемых сигналах. Using the Fourier transforms (6) - (13), it is possible to form vertical and horizontal orthogonal components of the coordinate vector and the command vector in the presence of interference in the measured signals.
2. На выходах первого, второго, третьего и четвертого сумматоров 25, 26, 27 и 28 формируются ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд в соответствии с формулами (14)-(17). 2. At the outputs of the first, second, third and
3. На выходе устройства 34 вычисляется величина изменения коэффициента передачи в вертикальном канале объекта 5:
4. На выходе устройства 34 вычисляется величина изменения коэффициента передачи в горизонтальном канале объекта 5:
(25)
При времени управления больше Т4 осуществляется прекращение подачи сигналов с выхода устройства 10 и на управляющие входы устройств 6, 7 подаются запомненные компенсирующие сигнал (24), (25) по изменению коэффициента передачи по каналам объекта 5. В этом интервале времени объект 5 движется по своей траектории без колебаний, вызванных наличием в объекте 5 фазовой связи каналов, и изменения коэффициента передачи по каналам.3. At the output of the
4. At the output of the
(25)
When the control time is longer than T4, the signal is stopped from the output of the
Приведенный анализ показывает, что обеспечивается повышение точности работы системы управления при фазовой связи каналов и изменении коэффициента передачи объекта обеспечивается в условиях воздействия возмущающих факторов, помех и маневрах слежения. The above analysis shows that an increase in the accuracy of the control system during phase coupling of the channels and a change in the transmission coefficient of the object is ensured under the influence of disturbing factors, interference, and tracking maneuvers.
Второй вариант системы управления с устройством вычисления коэффициента и фазы, реализующие предлагаемые способы определения и управления объектом, работает следующим образом. The second version of the control system with a device for calculating the coefficient and phase, which implement the proposed methods for determining and controlling an object, works as follows.
Рассмотрим работу системы управления. Входной сигнал поступает в вертикальном и горизонтальном каналах на первые входы соответственно первого блока формирования ошибки 1, на второй вход которого поступает сигнал с первого выхода объекта управления 5, и второго блока формирования ошибки 2, на второй вход которого поступает сигнал со второго выхода объекта управления 5. На выходе первого блока формирования ошибки 1 вырабатывается сигнал, пропорциональный величине отклонения выходной координаты объекта Fвыху(t) от входного сигнала Fвxy(t) в вертикальной плоскости управления: ΔFy(t)=Fвxy(t)-Fвыху(t), а на выходе второго блока формирования ошибки 2 вырабатывается сигнал, пропорциональный величине отклонения выходной координаты объекта Fвыхz(t) от входного сигнала Fвxz(t) в горизонтальной плоскости управления: ΔFz(t)=Fвxz(t)-Fвыхz(t). Сигнал с выхода первого блока формирования ошибки 1 преобразуется первым корректирующим фильтром 11, входной сигнал которого подается на первый вход устройства вычисления коэффициента и угла 9, первым сумматором 3, на первый вход которого подается сигнал с первого выхода устройства 10, и первым усилителем 6, на управляющий вход которого подается через первый блок управления 13 сигнал, пропорциональный величине коэффициента передачи объекта 5, с первого выхода устройства вычисления коэффициента и угла 9, и поступает на первый вход фазового вращателя 8. Сигнал с выхода второго блока формирования ошибки 2 преобразуется вторым корректирующим фильтром 12, входной сигнал которого подается на второй вход устройства вычисления коэффициента и угла 9, вторым сумматором 4, на первый вход которого подается сигнал со второго выхода устройства 10, и вторым усилителем 7, на управляющий вход которого подается через второй блок управления 14 сигнал, пропорциональный величине коэффициента передачи объекта 5, со второго выхода устройства вычисления коэффициента и угла 9, и поступает на второй вход фазового вращателя 8. Сигналы с третьего и четвертого выходов задатчика программных сигналов 10 поступают соответственно на пятый и шестой входы устройства вычисления коэффициента и угла 9, с третьего выхода которого подается сигнал, пропорциональный величине фазовой связи каналов, через третий блок управления 15 на третий вход фазового вращателя 8. Сигнал с первого выхода фазового вращателя 8 подается на первый вход объекта управления 5. Сигнал со второго выхода фазового вращателя 8 - на второй вход объекта управления 5. Гироскоп 16 раскладывает входные сигналы объекта управления 5 и подает их на первый и второй рулевой приводы 17, 18. Изменение положения рулей приводов 17, 18 приводят к изменению в пространстве положения планера 19 и координат объекта управления 5 на его первом и втором выходах через кинематические соотношения 20. Преобразованные таким образом сигналы ошибки в вертикальной и горизонтальной плоскостях ΔFy(t) и ΔFz(t) в сигналы управления Uy(t) и Uz(t) с первого и второго выходов фазового вращателя 8 воздействуют на объект управления 5. Направление на объект 5 в вертикальной и горизонтальных плоскостях Fвыху(t) и Fвыхz(t) смещается в пространстве, и исходные угловые рассогласования ΔFy(t) и ΔFz(t) между направлениями на объект слежения Fвxy(t) и Fвxz(t) и на объект 5 Рвыху(1) и Fвыхz(t) уменьшаются. Consider the operation of the control system. The input signal is supplied in the vertical and horizontal channels to the first inputs of the first
Первый вариант устройства вычисления коэффициента и угла работает так. The first version of the coefficient and angle calculator works like this.
На первый и второй входы первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23, 24 поступают программные сигналы соответственно с первого и второго выходов задатчика 10. Сигналы, поступающие на первый, второй, третий и четвертые входы устройства 9, подаются соответственно на третий вход первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23 и 24. Сигнал с первого выхода первого преобразователя Фурье 21 подается на второй вход второго сумматора 26, на первый вход которого подается сигнал со второго выхода второго преобразователя Фурье 22. Сигнал с первого выхода второго преобразователя Фурье 22 подается на первый вход первого сумматора 25, на второй вход которого подается сигнал со второго выхода первого преобразователя Фурье 21. Сигнал с выхода первого сумматора 25 подается на вторые входы устройства 29 и 31, на первые входы которых поступает сигнал с выхода второго сумматора 26. Сигнал с первого выхода третьего преобразователя Фурье 23 подается на второй вход четвертого сумматора 28, на первый вход которого подается сигнал со второго выхода третьего преобразователя Фурье 23. Сигнал с первого выхода четвертого преобразователя Фурье 24 подается на первый вход третьего сумматора 27, на второй вход которого подается сигнал со второго выхода третьего преобразователя Фурье 23. Сигнал с выхода третьего сумматора 27 подается на вторые входы устройства 30 и 32, на первые входы которых поступает сигнал с выхода четвертого сумматора 28. Сигнал, пропорциональный величине угла разворота вектора координат, с выхода устройства 31 поступает на второй вход устройства вычисления фазы 33, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный величине угла разворота вектора команд, с выхода устройства 32. Сигнал, пропорциональный величине модуля вектора координат, с выхода устройства 29 поступает на второй вход устройства вычисления коэффициента 34, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный величине модуля вектора команд, с выхода устройства 30. Сигнал с выхода устройства 34 соответствует сигналу с первого и второго выходов устройства 9, а сигнал с выхода устройства 33 соответствует сигналу с третьего выхода устройства 9. Второй вариант устройства вычисления коэффициента и угла работает так. The first and second inputs of the first, second, third and
На первый и второй входы первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23, 24 поступают программные сигналы соответственно с первого и второго выходов задатчика 10. Сигналы, поступающие на первый, второй, третий и четвертые входы устройства 9, подаются соответственно на третий вход первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23 и 24. Сигнал с первого выхода первого преобразователя Фурье 21 подается на второй вход второго сумматора 26, на первый вход которого подается сигнал со второго выхода второго преобразователя Фурье 22. Сигнал с первого выхода второго преобразователя Фурье 22 подается на первый вход первого сумматора 25, на второй вход которого подается сигнал со второго выхода первого преобразователя Фурье 21. Сигнал с выхода первого сумматора 25 подается на второй вход устройства 31, на первый вход которого поступает сигнал с выхода второго сумматора 26. Сигнал с первого выхода третьего преобразователя Фурье 23 подается на второй вход четвертого сумматора 28, на первый вход которого подается сигнал со второго выхода третьего преобразователя Фурье 23. Сигнал с первого выхода четвертого преобразователя Фурье 24 подается на первый вход третьего сумматора 27, на второй вход которого подается сигнал со второго выхода третьего преобразователя Фурье 23. Сигнал с выхода третьего сумматора 27 подается на второй вход устройства 32, на первый вход которого поступает сигнал с выхода четвертого сумматора 28. Сигнал, пропорциональный величине угла разворота вектора координат, с выхода устройства 31 поступает на второй вход устройства вычисления фазы 33, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный величине угла разворота вектора команд, с выхода устройства 32. Сигнал, пропорциональный величине ортогональной составляющей модуля вектора координат, с выхода устройства 25 поступает на второй вход первого устройства вычисления коэффициента 34, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный величине ортогональной составляющей модуля вектора команд, с выхода устройства 27. Сигнал, пропорциональный величине ортогональной составляющей модуля вектора координат, с выхода устройства 26 поступает на второй вход второго устройства вычисления коэффициента 35, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный величине ортогональной составляющей модуля вектора команд, с выхода устройства 28. Сигналы с выходов устройств 34, 35 являются сигналами соответственно с первого и второго выходов устройства 9, а сигнал с выхода устройства 33 соответствует сигналу с третьего выхода устройства 9. The first and second inputs of the first, second, third and
Циклограмма работы второго варианта системы управления с первым вариантом устройства вычисления коэффициента и угла следующая. The sequence of operation of the second variant of the control system with the first variant of the device for calculating the coefficient and angle is as follows.
Т0 - момент времени начала работы системы управления. T0 is the point in time of the start of operation of the control system.
Т1 - момент времени начала подачи сигналов с выхода устройства 10. T1 - the time point of the start of the signal from the output of the
Т2 - момент времени начала определения величины фазовой связи каналов объекта 5 и изменения коэффициента передачи объекта 5. T2 - the time point of the beginning of determining the magnitude of the phase coupling of the channels of the
Т3 - момент времени начала подачи компенсирующих сигналов на управляющие входы устройств 6, 7 и третий вход устройства 8 соответственно через блоки управления 13, 14 и 15. T3 - the time point of the beginning of the supply of compensating signals to the control inputs of the
Т4 - момент времени окончания определения величины фазовой связи каналов объекта 5 и изменения коэффициента передачи объекта 5, подачи запомненных компенсирующих сигналов с выходов первого, второго и третьего блоков управления 13, 14, 15 соответственно на управляющие входы устройства 6, 7 и третий вход устройства 8 и прекращения подачи сигналов с выхода устройства 10. T4 is the time instant for determining the phase coupling magnitude of the channels of the
Циклограмма работы второго варианта системы управления со вторым вариантом устройства вычисления коэффициента и угла следующая. The sequence of operation of the second variant of the control system with the second variant of the device for calculating the coefficient and angle is as follows.
Т0 - момент времени начала работы системы управления. T0 is the point in time of the start of operation of the control system.
Т1 - момент времени начала подачи сигналов с выхода устройства 10. T1 - the time point of the start of the signal from the output of the
Т2 - момент времени начала определения величины фазовой связи каналов объекта 5. T2 - time point of the beginning of determining the magnitude of the phase coupling of the channels of the
Т3 - момент времени начала подачи компенсирующих сигналов на третий вход устройства 8 через блок управления 15. T3 - the time point of the beginning of the supply of compensating signals to the third input of the
Т4 - момент времени окончания определения величины фазовой связи каналов объекта 5, подачи запомненного компенсирующего сигнала с выхода третьего блока управления 15 на третий вход устройства 8 и начала определения величины изменения коэффициентов передачи по каналам объекта 5. T4 is the time point for determining the phase coupling magnitude of the channels of the
Т5 - момент времени начала подачи компенсирующих сигналов на управляющие входы устройства 6, 7 соответственно через блоки управления 13, 14. T5 - the time point of the start of the supply of compensating signals to the control inputs of the
Т6 - момент времени окончания определения величины коэффициентов передачи объекта по каналам 5, подачи запомненного компенсирующих сигналов с выходов первого и второго блоков управления 13, 14 соответственно на управляющие входы устройств 6, 7 и прекращения подачи сигналов с выхода устройства 10. T6 is the time point for determining the magnitude of the transmission coefficients of the object through
В первом варианте реализации системы управления повышение надежности достигается путем
- определения модуля и угла разворота вектора координат с помощью преобразования Фурье на элементах 21, 22, 25, 26, 29, 31;
- определения модуля и угла разворота вектора команд с помощью преобразования Фурье на элементах 23, 24, 27, 28, 30, 32;
- определения величины фазовой связи каналов и изменения коэффициента передачи объекта 5 на выходе устройства 9 на интервале времени подачи программных сигналов на выходе устройства 10 с помощью элементов 33, 34 и 35;
- компенсации фазовой связи каналов объекта 5 с помощью устройств 8, 15;
- компенсация изменения коэффициента передачи объекта 5 с помощью устройств 6, 7, 13 и 14;
- определенной последовательностью соединения вновь вводимых элементов 6-9, 23, 24, 28-35 и выполнением определенных параметрических соотношений.In the first embodiment of the control system, an increase in reliability is achieved by
- determining the modulus and the angle of rotation of the coordinate vector using the Fourier transform on the
- determination of the module and the angle of rotation of the vector of commands using the Fourier transform on the
- determining the magnitude of the phase coupling of the channels and changing the transmission coefficient of the
- compensation of the phase coupling of the channels of the
- compensation for changes in the transmission coefficient of the
- a specific sequence of connections of newly introduced elements 6-9, 23, 24, 28-35 and the implementation of certain parametric relations.
Обосновать работу второго варианта системы управления с первым вариантом устройства вычисления коэффициента и угла можно следующим образом. To justify the operation of the second version of the control system with the first version of the device for calculating the coefficient and angle, you can as follows.
В диапазоне времени Т0...Т1 осуществляется начало управления объектом 5. In the time range T0 ... T1, the start of control of the
Из-за наличия фазовой связи каналов и изменения коэффициента передачи объекта 5 наблюдается в этом диапазоне времени перетекание команд управления из одного канала в другой, что приводит к разбалтыванию объекта 5 относительно его траектории движения. Due to the presence of phase coupling of the channels and changes in the transmission coefficient of
В диапазоне времени Т1...Т2 в вертикальный и горизонтальный каналы системы управления осуществляется подача программных сигналов с первого и второго выходов устройства 10 в соответствии с формулой (5). In the time range T1 ... T2, the vertical and horizontal channels of the control system supply program signals from the first and second outputs of the
Интервал времени Т1. ..Т2 выбирается из условия обеспечения установившегося процесса отработки системой управления программных сигналов (5). В этом интервале времени объект 5 движется по программной траектории относительно номинальной траектории движения. T1 time interval. ..T2 is selected from the condition of ensuring the steady-state process of developing program signals by the control system (5). In this time interval,
В диапазоне времени Т2...Т3 определяется величина фазовой связи каналов и изменения коэффициента передачи объекта 5 в следующей последовательности. In the time range T2 ... T3, the phase coupling of the channels and the change in the transmission coefficient of the
1. На выходах первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23 и 24 формируются вертикальные и горизонтальные ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд в соответствии с формулами (6)-(13). 1. At the outputs of the first, second, third and
Использование преобразований Фурье (6)-(13) позволяет формировать вертикальные и горизонтальные ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд при наличии помех в измеряемых сигналах. Using the Fourier transforms (6) - (13), it is possible to form vertical and horizontal orthogonal components of the coordinate vector and the command vector in the presence of interference in the measured signals.
2. На выходах первого, второго, третьего и четвертого сумматоров 25, 26, 27 и 28 формируются ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд в соответствии с формулами (14)-(17). 2. At the outputs of the first, second, third and
3. На выходах устройств 29 и 31 вычисляется модуль и угол разворота вектора координат в соответствии с формулами (18)-(19). 3. At the outputs of
4. На выходах устройств 30 и 32 вычисляется модуль и угол разворота вектора команд в соответствии с формулами (20)-(21). 4. At the outputs of
5. На выходе устройства 33 вычисляется величина фазовой связи каналов объекта 5 в соответствии с формулой (22). 5. At the output of the
6. На выходе устройства 34 вычисляется величина изменения коэффициента передачи объекта 5 в соответствии с формулой (23). 6. At the output of the
Интервал времени Т2...Т3 выбирается из условия обеспечения определения величины фазовой связи каналов и изменения коэффициента объекта 5 и задается не менее 1-1,5 периодов программного сигнала. В этом интервале времени объект 5 продолжает двигаться по программной траектории относительно номинальной траектории движения. The time interval T2 ... T3 is selected from the condition for determining the magnitude of the phase coupling of the channels and changing the coefficient of the
В диапазоне времени Т3...Т4 продолжается расчет сигналов (3)-(23) и подаются компенсирующий сигнал по фазовой связи каналов (22) через третий блок управления 13 на третий вход устройства 8 и компенсирующие сигналы по изменению коэффициента передачи (23) объекта 5 на управляющие входы устройств 6, 7 через соответственно первый и второй блоки управления 14, 15. При этом сигналы с первого и второго выходов устройства 9 стремятся к нулю, а сигнал с третьего выхода устройства 9 стремится к нулю. На выходе первого и второго блоков управления 13, 14 формируется сигнал, пропорциональный изменению коэффициента передачи объекта 5, а на выходе третьего блока управления 15 формируется сигнал, пропорциональный фазовой связи каналов объекта 5. С помощью первого, второго и третьего блоков управления 13, 14, 15 обеспечивается более точная отработка компенсирующих сигналов по фазовой связи каналов и изменению коэффициента передачи объекта 5, чем в первом варианте реализации системы управления. Это связано с тем, что регулирование в этом случае осуществляется по отклонению. In the time range T3 ... T4, the calculation of signals (3) - (23) continues and a compensating signal is supplied via the phase coupling of the channels (22) through the
Интервал времени Т3. ..Т4 выбирается из условия обеспечения завершения переходных процессов по регулированию компенсации величины фазовой связи каналов и изменения коэффициента объекта 5. T3 time interval. ..T4 is selected from the condition of ensuring the completion of transient processes for regulating the compensation of the magnitude of the phase coupling of the channels and changing the coefficient of the
При времени управления больше Т4 осуществляется прекращение подачи сигналов с выхода устройства 10, а на третий вход устройства 8 и управляющие входы устройств 6, 7 подаются запомненные компенсирующие сигнал по фазовой связи каналов и изменению коэффициента передачи объекта 5 соответственно с выходов первого, второго и третьего блоков управления 13, 14, 15. В этом интервале времени объект 5 движется по своей траектории без колебаний, вызванных наличием в объекте 5 фазовой связи каналов и изменением коэффициента передачи. When the control time is longer than T4, the signal is stopped from the output of the
Обосновать работу второго варианта системы управления со вторым вариантом устройства вычисления коэффициента и угла можно следующим образом. Justify the operation of the second version of the control system with the second version of the device for calculating the coefficient and angle as follows.
В диапазоне времени Т0...Т1 осуществляется начало управления объектом 5. In the time range T0 ... T1, the start of control of the
Из-за наличия фазовой связи каналов и изменения коэффициента передачи объекта 5 наблюдается в этом диапазоне времени перетекание команд управления из одного канала в другой, что приводит к разбалтыванию объекта 5 относительно его траектории движения. Due to the presence of phase coupling of the channels and changes in the transmission coefficient of
В диапазоне времени Т1...Т2 в вертикальный и горизонтальный каналы системы управления осуществляется подача программных сигналов с первого и второго выходов устройства 10 в соответствии с формулой (5). In the time range T1 ... T2, the vertical and horizontal channels of the control system supply program signals from the first and second outputs of the
Интервал времени Т1. ..Т2 выбирается из условия обеспечения установившегося процесса отработки системой управления программных сигналов (5). В этом интервале времени объект 5 движется по программной траектории относительно номинальной траектории движения. T1 time interval. ..T2 is selected from the condition of ensuring the steady-state process of developing program signals by the control system (5). In this time interval,
В диапазоне времени Т2...Т3 определяется величина фазовой связи каналов объекта 5 в следующей последовательности. In the time range T2 ... T3, the phase coupling value of the channels of the
1. На выходах первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23 и 24 формируются вертикальные и горизонтальные ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд в соответствии с формулами (6)-(13). 1. At the outputs of the first, second, third and
Использование преобразований Фурье (6)-(13) позволяет формировать вертикальные и горизонтальные ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд при наличии помех в измеряемых сигналах. Using the Fourier transforms (6) - (13), it is possible to form vertical and horizontal orthogonal components of the coordinate vector and the command vector in the presence of interference in the measured signals.
2. На выходах первого, второго, третьего и четвертого сумматоров 25, 26, 27 и 28 формируются ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд в соответствии с формулами (14)-(17). 2. At the outputs of the first, second, third and
3. На выходе устройства 31 вычисляется угол разворота вектора координат в соответствии с формулой (19). 3. At the output of the
4. На выходе устройства 32 вычисляется угол разворота вектора команд в соответствии с формулой (21). 4. At the output of the
5. На выходе устройства 33 вычисляется величина фазовой связи каналов объекта 5 в соответствии с формулой (22)
Интервал времени Т2...Т3 выбирается из условия обеспечения определения величины фазовой связи каналов объекта 5 и задается не менее 1-1,5 периодов программного сигнала. В этом интервале времени объект 5 продолжает двигаться по программной траектории относительно номинальной траектории движения.5. At the output of the
The time interval T2 ... T3 is selected from the condition for determining the magnitude of the phase coupling of the channels of
В диапазоне времени Т3...Т4 продолжают формироваться сигналы (3)-(22) и подаются компенсирующий сигнал по фазовой связи каналов (22) через третий блок управления 15 на третий вход устройства 8. При этом сигнал с третьего выхода устройства 9 стремится к нулю. На выходе третьего блока управления 15 формируется сигнал, пропорциональный фазовой связи каналов объекта 5. С помощью третьего блока управления 15 обеспечивается более точная отработка компенсирующих сигналов по фазовой связи каналов объекта 5, чем в первом варианте реализации системы управления. Это связано с тем, что регулирование в этом случае осуществляется по отклонению. In the time range T3 ... T4, signals (3) - (22) continue to be generated and a compensating signal is supplied via the phase coupling of channels (22) through the
Интервал времени Т3. ..Т4 выбирается из условия обеспечения завершения переходных процессов по регулированию компенсации величины фазовой связи каналов объекта 5. T3 time interval. ..T4 is selected from the condition of ensuring the completion of transient processes for regulating the compensation of the magnitude of the phase coupling of the channels of
При времени управления больше Т4 на третий вход устройства 8 подается запомненный компенсирующий сигнал по фазовой связи каналов объекта 5 с выхода третьего блока управления 15. When the control time is longer than T4, a stored compensation signal is fed to the third input of
В диапазоне времени Т4...Т5 определяется величина изменения коэффициента передачи по каналам объекта 5 в следующей последовательности. In the time range T4 ... T5, the magnitude of the change in the transmission coefficient over the channels of
1. На выходах первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Фурье 21, 22, 23 и 24 формируются вертикальные и горизонтальные ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд в соответствии с формулами (6)-(13). 1. At the outputs of the first, second, third and
Использование преобразований Фурье (6)-(13) позволяет формировать вертикальные и горизонтальные ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд при наличии помех в измеряемых сигналах. Using the Fourier transforms (6) - (13), it is possible to form vertical and horizontal orthogonal components of the coordinate vector and the command vector in the presence of interference in the measured signals.
2. На выходах первого, второго, третьего и четвертого сумматоров 25, 26, 27 и 28 формируются ортогональные составляющие вектора координат и вектора команд в соответствии с формулами (14)-(17). 2. At the outputs of the first, second, third and
3. На выходе устройства 34 вычисляется величина изменения коэффициента передачи в вертикальном канале объекта 5 в соответствии с формулой (24). 3. At the output of the
4. На выходе устройства 34 вычисляется величина изменения коэффициента передачи в горизонтальном канале объекта 5 в соответствии с формулой (25). 4. At the output of the
В диапазоне времени Т5...Т6 продолжают формироваться сигналы (3)-(18), (20), (24) и (25) и подаются компенсирующие сигналы (24), (25) по изменению коэффициента передачи по каналам объекта 5 на управляющие входы устройств 6, 7 через соответственно первый и второй блоки управления 13, 14. При этом сигналы с первого и второго выходов устройства 9 стремятся к нулю. На выходе первого и второго блоков управления 13, 14 формируется сигнал, пропорциональный изменению коэффициента передачи по каналам объекта 5. С помощью первого и второго блоков управления 13, 14 обеспечивается более точная отработка компенсирующих сигналов изменения коэффициента передачи по каналам объекта 5, чем в первом варианте реализации системы управления. Это связано с тем, что регулирование в этом случае осуществляется по отклонению. In the time range T5 ... T6, signals (3) - (18), (20), (24) and (25) continue to be generated and compensating signals (24), (25) are applied by changing the transmission coefficient over the channels of
Интервал времени Т5. ..Т6 выбирается из условия обеспечения завершения переходных процессов по регулированию компенсации величины изменения коэффициента передачи по каналам объекта 5. T5 time interval. ..Т6 is selected from the condition of ensuring the completion of transient processes for regulating the compensation of the magnitude of the change in the transmission coefficient over the channels of
При времени управления больше Т6 осуществляется прекращение подачи сигналов с выхода устройства 10, а на третий вход устройства 8 и управляющие входы устройств 6, 7 подаются запомненные компенсирующие сигнал по фазовой связи каналов и изменению коэффициента передачи объекта 5 с выходов соответственно первого, второго и третьего блоков управления 13, 14, 15. В этом интервале времени объект 5 движется по своей траектории без колебаний, вызванных наличием в объекте 5 фазовой связи каналов и изменения коэффициента передачи по каналам. When the control time is longer than T6, the signal is stopped from the output of the
Приведенный анализ показывает, что повышение точности работы системы управления при фазовой связи каналов и изменении коэффициента передачи объекта обеспечивается в условиях воздействия возмущающих факторов, помех и маневрах объекта слежения. The above analysis shows that increasing the accuracy of the control system during phase coupling of channels and changing the transmission coefficient of an object is ensured under the influence of disturbing factors, interference, and maneuvers of the tracking object.
Следовательно, использование новых элементов 6-9, 23, 24, 28-35, соединенных в соответствии с фиг. 1, 2, 3 и 4 с указанными характеристиками (1)-(25) в предлагаемой системе управления, выгодно отличает предлагаемые технические решения от прототипа, так как обеспечивает повышение точности работы системы управления при фазовой связи каналов и изменении коэффициента передачи объекта в условиях воздействия помех и маневрах объекта слежения. Therefore, the use of the new elements 6-9, 23, 24, 28-35 connected in accordance with FIG. 1, 2, 3 and 4 with the specified characteristics (1) - (25) in the proposed control system, favorably distinguishes the proposed technical solutions from the prototype, as it improves the accuracy of the control system during phase communication of channels and changes in the transmission coefficient of the object under exposure interference and maneuvers of the tracking object.
Источники информации
1. Лебедев А.А., Карабанов В.А. Динамика систем управления беспилотными летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1965, с.28-30, рис.1.7.Sources of information
1. Lebedev A.A., Karabanov V.A. The dynamics of control systems for unmanned aerial vehicles. M .: Mechanical Engineering, 1965, p. 28-30, Fig. 1.7.
2. Боднер В. А. Теория автоматического управления полетом. М.: Наука, 1964, с.290-293, рис.7.7-7.9. 2. Bodner V. A. Theory of automatic flight control. M .: Nauka, 1964, p. 290-293, Fig. 7.7-7.9.
3. Дудка В. Д., Парфенов Ю.Л. Двухканальный автопилот со стабилизацией фазового сдвига рулевых приводов на частоте вращения ракеты // В кн.: Проблемы проектирования и производства систем и комплексов. - Тула: ТГУ, 1999, с.360- 362. 3. Pipe V. D., Parfenov Yu.L. Two-channel autopilot with stabilization of the phase shift of the steering gears at the rocket speed // In the book: Problems of design and production of systems and complexes. - Tula: TSU, 1999, p. 360- 362.
4. Алексенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых ИС. М.: Радио и связь, 1981. 4. Aleksenko A.G., Colombet E.A., Starodub G.I. The use of precision analog ICs. M .: Radio and communications, 1981.
5. Кочетов В.Т., Половко А.М., Пономарев В.М. Теория систем телеуправления и самонаведения ракет. М.: Наука, 1964. 5. Kochetov V. T., Polovko A. M., Ponomarev V. M. The theory of remote control and homing missiles. M .: Nauka, 1964.
6. Горбацевич Е. Д., Левинзон Ф.Ф. Аналоговое моделирование систем управления. - М.: Наука, 1984. 6. Gorbatsevich E. D., Levinson F. F. Analog modeling of control systems. - M.: Science, 1984.
7. Проектирование специализированных информационно-вычислительных систем. М., "Высшая школа", 1984. Под ред. Ю.М.Смирнова. 7. Design of specialized information and computing systems. M., "Higher School", 1984. Ed. Yu.M. Smirnova.
8. Энциклопедия кибернетики. Гл. ред. Украинской советской энциклопедии. Киев, 1974. Том 2. 8. The Encyclopedia of Cybernetics. Ch. ed. Ukrainian Soviet Encyclopedia. Kiev, 1974.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001100256A RU2206916C2 (en) | 2001-01-04 | 2001-01-04 | Method and device for controlling object motion path, object motion path control system (alternatives), method for determining channel-to- channel channels phase connection and transfer constant of object in object motion path control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001100256A RU2206916C2 (en) | 2001-01-04 | 2001-01-04 | Method and device for controlling object motion path, object motion path control system (alternatives), method for determining channel-to- channel channels phase connection and transfer constant of object in object motion path control system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001100256A RU2001100256A (en) | 2003-02-10 |
RU2206916C2 true RU2206916C2 (en) | 2003-06-20 |
Family
ID=29209217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001100256A RU2206916C2 (en) | 2001-01-04 | 2001-01-04 | Method and device for controlling object motion path, object motion path control system (alternatives), method for determining channel-to- channel channels phase connection and transfer constant of object in object motion path control system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2206916C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462745C1 (en) * | 2011-08-25 | 2012-09-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | System for adjusting motion path of manipulator |
RU2479015C1 (en) * | 2012-01-11 | 2013-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Method of defining motion path of self-contained vehicle in dynamic medium |
RU2522855C1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-07-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Device for programmed control signal generation by spatial movement of dynamic objects |
RU2530705C2 (en) * | 2009-05-15 | 2014-10-10 | Мбда Франсе | Method and system for evaluation of moving body trajectory |
-
2001
- 2001-01-04 RU RU2001100256A patent/RU2206916C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БОДНЕР В.А. Теория автоматического управления полетом. - М.: Наука, 1964, с.290-293, рис. 7.7-7.9. ДУДКА В.Д. и др. Двухканальный автопилот со стабилизацией фазового сдвига рулевых приводов на частоте вращения ракеты. В кн.: Проблемы проектирования и производства систем и комплексов. - Тула, ТГУ, 1999, с.360-362. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2530705C2 (en) * | 2009-05-15 | 2014-10-10 | Мбда Франсе | Method and system for evaluation of moving body trajectory |
RU2462745C1 (en) * | 2011-08-25 | 2012-09-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | System for adjusting motion path of manipulator |
RU2479015C1 (en) * | 2012-01-11 | 2013-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Method of defining motion path of self-contained vehicle in dynamic medium |
RU2522855C1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-07-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Device for programmed control signal generation by spatial movement of dynamic objects |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5406496A (en) | Adaptive digital controller with automatic plant tuning | |
CN101655371B (en) | Position signal damping method of inertial navigation system based on variable damping coefficient | |
CN109164709A (en) | Photoelectric tracking system control method based on improved Smith predictor | |
CN111061286B (en) | Method for realizing lateral overload control of aircraft by providing damping through filtering differentiation | |
RU2206916C2 (en) | Method and device for controlling object motion path, object motion path control system (alternatives), method for determining channel-to- channel channels phase connection and transfer constant of object in object motion path control system | |
US3296422A (en) | Apparatus for computing true vertical position, velocity and acceleration for aircraft | |
RU2597015C1 (en) | System for controlling spatial orientation of spacecraft using gimballess orbital gyrocompass | |
US3250903A (en) | Amplitude ratio computer and control system | |
GB1030435A (en) | Improvements in radio navigation apparatus | |
RU2279119C1 (en) | Adaptive system for controlling flight height of an aircraft | |
RU2236080C2 (en) | Method and unit for detecting phase lockout of channels (alternatives), two-dimensional control method and system | |
CN113867423B (en) | Servo turntable azimuth angle tracking control method and device | |
RU2511610C1 (en) | Method of control signal forming for double-channel rocket rotating around longitudinal axis | |
RU2284001C1 (en) | Method for guidance of spin-stabilized missile | |
RU2647405C1 (en) | Adaptive system with reference model for control of aircraft | |
US3185817A (en) | Gyroscope filtering and computing system | |
US3011108A (en) | Servo system for controlling a follower member | |
RU2498345C1 (en) | Integrated automatic tracking system | |
US3123822A (en) | Network | |
RU2579406C1 (en) | Correction method and orbital gyrocompass device designed for controlling spacecraft angular motion | |
US3044056A (en) | Airborne antenna positioning system | |
US2950616A (en) | Apparatus for determining the physical output of a servo-system | |
US3171617A (en) | Control apparatus for aircraft | |
RU2403610C1 (en) | Method of high-precision control over moving object trajectory (sea and river ships, aircraft and guided missiles) | |
RU2389041C2 (en) | Combined system for tracking mobile objects |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190628 |