RU2280226C1 - Method for formation of control commands on roll-stabilized rocket, and control system of roll-stabilized rocket - Google Patents
Method for formation of control commands on roll-stabilized rocket, and control system of roll-stabilized rocket Download PDFInfo
- Publication number
- RU2280226C1 RU2280226C1 RU2004136512/02A RU2004136512A RU2280226C1 RU 2280226 C1 RU2280226 C1 RU 2280226C1 RU 2004136512/02 A RU2004136512/02 A RU 2004136512/02A RU 2004136512 A RU2004136512 A RU 2004136512A RU 2280226 C1 RU2280226 C1 RU 2280226C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- rocket
- roll
- output
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу и системам управления летательными аппаратами, вращающимися по углу крена, и может быть использовано в системах управления ракетами, формирующими на борту команды управления.The invention relates to a method and control systems for aircraft rotating along a roll angle, and can be used in missile control systems forming control commands on board.
Известны способ формирования команд управления и система управления ракетой, основанная на нем (Патент России №2218540 от 03.01.02 г., МПК F 41 С 7/00, F 42 В 15/01), выбранные в качестве прототипа. Способ формирования команд управления заключается в том, что преобразуют на ракете принимаемое с пункта управления электромагнитное излучение в электрический сигнал, который декодируют по курсу и тангажу, преобразуют его в соответствии с разворотом ракеты по крену, а затем суммируют с сигналом обратной связи с выхода силового привода и из суммарного сигнала формируют широтно-импульсные модулированные команды управления ракетой.There is a known method of generating control commands and a missile control system based on it (Russian Patent No. 2218540 dated January 3, 02, IPC F 41 C 7/00, F 42 B 15/01), selected as a prototype. The method of generating control commands consists in converting the electromagnetic radiation received from the control point on the rocket into an electrical signal, which is decoded according to the course and pitch, converting it according to the roll of the rocket along the roll, and then summing it with the feedback signal from the output of the power drive and pulse width modulated rocket control commands are formed from the total signal.
Известная система управления ракетой, использующая этот способ, содержит аппаратуру пункта управления, а на ракете - последовательно соединенные приемник и аппаратуру разделения каналов и декодирования, выходы по тангажу и курсу которой через первый и второй блоки перемножения соответственно подключены к первому и второму входам преобразователя команд (координат), а также рулевой канал управления, в который входят последовательно включенные сумматор, корректирующий фильтр, триггер Шмидта и два ключевых усилителя мощности, входы которых соединены с выходом триггера Шмидта соответственно напрямую и через инвертор, при этом вход сумматора подключен к выходу преобразователя команд. Как следует из описания патента преобразователь команд содержит датчик крена (вращения).A well-known missile control system using this method contains control room equipment, and on a rocket there are series-connected receiver and channel separation and decoding equipment, the pitch and course outputs of which through the first and second multiplication units are respectively connected to the first and second inputs of the command converter ( coordinates), as well as the steering control channel, which includes the adder, correction filter, Schmidt trigger and two key power amplifiers, the inputs of which are sequentially connected x connected to the output of the Schmidt trigger, respectively directly and via an inverter, the input of the adder is connected to the output of inverter commands. As follows from the patent description, the command converter contains a roll (rotation) sensor.
В известном способе формирования команд управления ракетой формируют из суммарного сигнала (преобразованного в соответствии с разворотом ракеты по углу крена и обратной связи) широтно-импульсные модулированные (ШИМ) команды управления ракетой, а в системе управления ракетой, основанной на этом способе, обратная связь реализуется с помощью потенциометра, с которого снимается напряжение, пропорциональное углу поворота руля, т.е. команды управления ракетой формируют с помощью электро-механической системы автоматического регулирования.In the known method for generating missile control commands, pulse-width modulated (PWM) missile control commands are generated from the total signal (converted according to the roll of the missile in roll angle and feedback), and feedback is implemented in the missile control system based on this method with the help of a potentiometer, from which the voltage is proportional to the steering angle, i.e. missile control teams are formed using an electro-mechanical automatic control system.
Следовательно, недостатком известной системы управления ракеты и способа формирования команд, который она реализует, является недостаточно высокая точность формирования широтно-импульсных модулированных команд управления ракетой из-за невозможности регулирования коэффициента передачи.Therefore, the disadvantage of the known missile control system and the method of forming commands that it implements is the insufficiently high accuracy of the formation of pulse-width modulated missile control commands due to the inability to control the transmission coefficient.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности при формировании широтно-импульсных модулированных команд управления за счет регулирования коэффициента передачи.The task of the invention is to improve the accuracy in the formation of pulse-width modulated control commands by adjusting the transmission coefficient.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе формирования команд управления на ракете, вращающейся по углу крена, при котором формируют сигнал вращения, декодируют принимаемые командные сообщения, а затем вырабатывают из них команды управления ракетой по курсу и тангажу, дополнительно на ракете формируют из сигнала вращения линеаризированный сигнал, который с учетом угла крена ракеты сравнивают с декодированными значениями командных сообщений соответственно по курсу и тангажу, и в результате сравнения формируют команды управления ракетой в виде широтно-импульсного модулированного сигнала, при этом величину размаха линеаризированного сигнала вырабатывают независимой от длительности сигнала вращения и изменяют обратно-пропорционально требуемым значениям величин команд управления.The problem is solved due to the fact that in the method of generating control commands on a rocket rotating along the angle of heel, at which the rotation signal is generated, received command messages are decoded, and then the missile control commands are generated from them in the course and pitch, additionally on the rocket form rotation signal a linearized signal, which, taking into account the angle of heel of the rocket, is compared with the decoded values of the command messages according to the course and pitch, and as a result of the comparison, the command ION missile in form of a pulse width modulated signal, wherein the signal amplitude magnitude linearized produce independent of the duration of the rotation signal and changing inversely proportional to the desired value of the quantity control commands.
Система управления ракетой, вращающейся по углу крена, реализующая этот способ, содержит преобразователь координат, датчик крена, силовой привод, а также последовательно включенные приемник и аппаратуру разделения каналов и декодирования по курсу и тангажу, первый и второй выходы которой соединены соответственно с первым и вторым входами преобразователя координат, в нее введены логическая схема "исключающее ИЛИ", линеаризатор сигнала, релейный элемент и программное устройство, при этом третий и четвертый входы преобразователя координат соединены соответственно с первым и вторым входами логической схемы "исключающее ИЛИ" и с первым и вторым выходами датчика крена, выход логической схемы "исключающее ИЛИ" соединен со входом линеаризатора сигнала, выход линеаризатора сигнала подключен ко входу программного устройства, при этом выход преобразователя координат соединен с первым входом релейного элемента, второй вход которого подключен к выходу программного устройства, а выход релейного элемента подключен ко входу силового привода.A control system for a rocket rotating along a roll angle implementing this method includes a coordinate transformer, a roll sensor, a power drive, as well as a receiver and channel separation and decoding equipment sequentially connected with the heading and pitch, the first and second outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the coordinate transformer, an exclusive OR logic circuit, a signal linearizer, a relay element and a software device are introduced into it, while the third and fourth inputs of the coordinate transformer t are connected respectively to the first and second inputs of the exclusive OR logic circuit and to the first and second outputs of the roll sensor, the output of the exclusive OR logic circuit is connected to the input of the signal linearizer, the output of the signal linearizer is connected to the input of the software device, while the output of the coordinate converter connected to the first input of the relay element, the second input of which is connected to the output of the software device, and the output of the relay element is connected to the input of the power drive.
Заявленный способ формирования команд управления на ракете, вращающейся по углу крена, реализуется следующим образом. После старта ракета вращается по углу крена, при этом на ней формируют сигнал вращения, например, в виде импульсов, период повторения которых соответствует развороту ракеты по углу крена на 360°. Длительность импульсов и их период повторения во времени определяется скоростью вращения ракеты вокруг своей оси.The claimed method of forming control commands on a rocket rotating in a roll angle is implemented as follows. After the launch, the rocket rotates along the angle of heel, while a rotation signal is generated on it, for example, in the form of pulses, the repetition period of which corresponds to a 360 ° roll of the rocket along the angle of heel. The duration of the pulses and their repetition period in time is determined by the speed of rotation of the rocket around its axis.
На ракете декодируют принимаемые командные сообщения с пункта управления, формируют из сигнала вращения ракеты линеаризированный сигнал и сравнивают эти два сигнала (декодированный и линеаризированный) по амплитуде соответственно по курсу и тангажу с учетом угла крена. В результате сравнения, например, с помощью компаратора формируют команды управления по курсу и тангажу в виде широтно-импульсного модулированного сигнала. Для исключения влияния скорости вращения ракеты по углу крена на величину команд, величину размаха линеаризированного сигнала, т.е. величину амплитуды сигнала от пика до пика, вырабатывают независимой от длительности сигнала вращения и дополнительно программно изменяют обратно пропорционально требуемому изменению коэффициента передачи, т.е. значениям величин команд управления ракетой. Изменение величин команд управления, формируемых на борту ракеты можно производить, например, от величины температуры, от величины времени с момента старта ракеты и т.д.Received command messages from the control point are decoded on the rocket, a linearized signal is generated from the rotation signal of the rocket, and these two signals (decoded and linearized) are compared in amplitude according to the course and pitch, taking into account the angle of heel. As a result of comparison, for example, using the comparator, control commands for the course and pitch are generated in the form of a pulse-width modulated signal. To exclude the influence of the rocket rotation speed along the angle of heel on the value of commands, the magnitude of the linearized signal swing, i.e. the magnitude of the amplitude of the signal from peak to peak, is generated independent of the duration of the rotation signal and is additionally programmatically changed inversely with the required change in the transmission coefficient, i.e. values of rocket control teams. Changing the values of control commands generated on board a rocket can be made, for example, from the temperature, from the time since the launch of the rocket, etc.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 приведена структурная электрическая схема системы управления ракетой, вращающейся по углу крена, где представлены: 1 - приемник (П), 2 - датчик крена (ДК), 3 - аппаратура разделения каналов и декодирования по курсу и тангажу (АРКД), 4 - логическая схема "исключающее ИЛИ" (ИСКЛ), 5 - преобразователь координат (ПК), 6 - линеаризатор сигнала (ЛС), 7 - программное устройство (ПУ), 8 - релейный элемент (РЭ), 9 - силовой привод (СП).Figure 1 shows a structural electrical diagram of a missile control system rotating in roll angle, which shows: 1 - receiver (P), 2 - roll sensor (DK), 3 - channel separation and decoding apparatus for heading and pitch (ARC), 4 - logic circuit "exclusive OR" (ISKL), 5 - coordinate converter (PC), 6 - signal linearizer (LS), 7 - software device (PU), 8 - relay element (RE), 9 - power drive (SP )
На фиг.2 приведены эпюры сигналов, где представлены: а - сигнал на первом выходе датчика крена 2; б - сигнал на втором выходе датчика крена 2; в - сигнал на выходе логической схемы "исключающее ИЛИ" 4; г - сигнал на выходе линеаризатора сигнала 6 (сплошная линия) и на входе преобразователя координат 5 (пунктир); д - сигнал на выходе релейного элемента 8.Figure 2 shows the plot of the signals, which are: a - the signal at the first output of the
На фиг.3 в качестве примера выполнения приведена структурная электрическая схема линеаризатора сигнала 6, где представлены: 10 - формирователь ступенчатого сигнала (ФСС), 11 - синхронизатор (С), 12, 15 и 17 - соответственно первый, второй и третий формирователи импульсов (соответственно ФИ1, ФИ2 и ФИ3), 13 - логическая схема "И" (И), 14 - "RS"-триггер (PC), 16 - счетчик импульсов (СИ), 18 - регистр (РГ), 19 - вычислитель (В), 20 - интегратор (ИН).In Fig. 3, as an example of embodiment, a structural electric circuit of the
На фиг.4 приведены эпюры сигналов, где представлены: е - сигнал на входе первого формирователя импульсов 12; ж, з, и - сигналы на выходах соответственно первого 12, второго 15 и третьего 17 формирователей импульсов; к - сигнал на выходе "RS"-триггера 14; л - сигнал на выходе интегратора 20 (без смещения).Figure 4 shows the plot of the signals, which are: e - the signal at the input of the
В системе управления ракетой, вращающейся по углу крена, выход приемника 1 соединен со входом аппаратуры разделения каналов и декодирования 3, которая подключена первым "Z" и вторым "Y" выходами соответственно к первому и второму входам преобразователя координат 5. Третий и четвертый входы преобразователя координат 5 соединены соответственно с первым и вторым входами логической схемы "исключающее ИЛИ" 4 и соединены с первым и вторым выходами датчика крена 2. Выход логической схемы "исключающее ИЛИ" 4 подключен ко входу линеаризатора сигнала 6, выход которого подключен ко входу программного устройства 7, при этом выход преобразователя координат 5 соединен с первым входом релейного элемента 8, второй вход которого подключен к выходу программного устройства 7, а выход релейного элемента 8 соединен со входом силового привода 9.In a rocket control system rotating along a roll angle, the output of receiver 1 is connected to the input of channel separation and
Приемник 1, аппаратура разделения каналов и декодирования по курсу и тангажу 4 могут быть выполнены как в прототипе или как в ("Основы радиоуправления" под ред. Вейцеля В.А. и Типугина В.Н., Москва, "Советское радио", 1973 г., стр.247, рис.4.28).Receiver 1, channel separation and decoding equipment for heading and pitch 4 can be performed either as a prototype or as in ("Fundamentals of radio control" edited by Vejtsel V.A. and Tipugin V.N., Moscow, "Soviet Radio", 1973 G., p. 247, Fig. 4.28).
Датчик крена 2 может быть выполнен как позиционный гироскоп ("Основы радиоуправления" под ред. Вейцеля В.А. и Типугина В.Н., Москва, "Советское радио", 1973 г., стр.49-52, рис.1.29), при этом оси ХГ и УГ меняют местами, а вместо механического потенциометра с токосъемником применяют оптоэлектронный с двумя парами светодиод-фотодиод, разделяемыми непрозрачной цилиндрической поверхностью с прорезями, причем центр цилиндра, образующего эту поверхность, соединен с осью рамки (как в позиционном гироскопе), а две пары светодиод-фотодиод закреплены на корпусе гироскопа. При этом преобразователь координат 5 трансформируется в мультиплексор, на первый и второй коммутируемые входы которого подают сигналы "У" и "Z", а на третий и четвертый - минус "У" и минус "Z" (через инверторы). В аналоговом исполнении в качестве мультиплексора можно применить микросхему 564КП1 (один канал).The
Логическая схема "исключающее ИЛИ" 5 может быть выполнена на микросхеме 564ЛП2.The exclusive OR logic 5 can be performed on the 564LP2 chip.
Релейный элемент 8 можно выполнить как компаратор, либо цифровой сумматор, при этом знаковый разряд выходного двоичного числа (в параллельном коде) в сумматоре является выходом релейного элемента 8. Силовой привод 9 можно выполнить как релейный двухпозиционный с использованием двух электромагнитов, притягивающих поочередно якорь, связанный с рулями ракеты, при этом применяют две транзисторные выходные схемы (Л.И.Леоненко "Полупроводниковые формирующие схемы", Москва "Энергия", 1974 г., стр.5, рис.1), работающие в противофазе.The relay element 8 can be performed as a comparator or a digital adder, while the sign bit of the output binary number (in parallel code) in the adder is the output of the relay element 8. The power actuator 9 can be performed as a two-position relay using two electromagnets, attracting alternately an armature connected with the rudders of the rocket, in this case two transistor output circuits are used (L.I. Leonenko “Semiconductor forming circuits”, Moscow “Energia”, 1974, p. 5, Fig. 1) operating in antiphase.
Программное устройство 7 можно выполнить, например, на постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) микросхеме 556РТ7, при этом линеаризированный сигнал с выхода блока 6 должен быть представлен в виде двоичного параллельного числа, например на первых входах ПЗУ (адреса строк), на вторые входы (адреса столбцов) подают в двоичном параллельном коде число, например, со счетчика импульсов, запускаемого в момент старта ракеты.The software device 7 can be executed, for example, on a read-only memory (ROM) chip 556РТ7, while the linearized signal from the output of
Синхронизатор 11 представляет собой кварцованный автогенератор импульсов. Первый формирователь импульсов 12 может быть выполнен как ждущий мультивибратор. Второй 15 и третий 17 формирователи импульсов могут быть выполнены каждый как два последовательно включенных ждущих мультивибратора. В качестве логической схемы "И" 13 "RS"-триггера 14 можно применить микросхемы соответственно 564ЛА7 и 564ТМ2. В качестве счетчика импульсов 16 и регистра 18 можно применить микросхемы соответственно 564ИЕ10 и 564ИР6. Вычислитель 19 можно выполнить на ПЗУ, например микросхеме 556РТ7. Интегратор 20 можно выполнить как в прототипе.The
Система управления ракетой, вращающейся по углу крена, работает следующим образом. В первоначальный момент времени, при пуске ракеты, бортовой источник питания выходит на рабочий режим. С момента схода ракеты с пусковой установки она начинает вращаться по крену, например, за счет разворота лопастей стабилизаторов ракеты, при этом датчик крена 2 начинает формировать две последовательности импульсов, приведенные на фиг.2 (эпюры а и б). Уровни и моменты изменения уровней этих импульсов соответствуют развороту ракеты по углу крена.The control system of a rocket rotating in a roll angle works as follows. At the initial moment of time, when the rocket is launched, the on-board power source enters the operating mode. From the moment the rocket leaves the launcher, it begins to rotate along the roll, for example, due to the rotation of the blades of the rocket stabilizers, while the
При попадании на вход приемника 1 излучения, например, с ВИМ-АМ, передаваемого по радиолинии или с ВИМ, передаваемого по оптической линии связи, приемник 1 преобразует это излучение в электрические импульсы с ВИМ.When radiation is received at the input of receiver 1, for example, from a VIM-AM transmitted via a radio link or from a VIM transmitted via an optical communication line, receiver 1 converts this radiation into electrical pulses from a VIM.
Далее сигнал с выхода приемника 1 поступает на вход аппаратуры разделения каналов и декодирования по курсу и тангажу 3, где выделяются величины команд по курсу "Z" и тангажу "У", соответствующие декартовой системе координат пункта управления. С выхода аппаратуры разделения каналов и декодирования по курсу и тангажу 3 сигналы, соответствующие величинам команд по курсу "Z" и тангажу "У" поступают соответственно на первый и второй входы преобразователя координат 5, на третий и четвертый входы которого подаются сигналы соответственно с первого и второго выходов датчика крена 2 (эпюры а и б фиг.2). В соответствии с вращением ракеты по крену от 0° до 360° преобразователь координат 5 формирует на выходе в каждую четверть вращения ракеты по углу крена, т.е. 0°...90°, 90°...180°, 180°...270° и 270°...360° команды, соответственно, например, "У", "Z", минус "У" и минус "Z", изображенные пунктиром на эпюре г фиг.2. Таким образом, команды из координат пункта управления, который передает команды наведения, преобразуются в команды, связанные с вращением декартовой системы координат ракеты.Next, the signal from the output of the receiver 1 is fed to the input of the channel separation and decoding equipment at the heading and
Одновременно импульсы с первого и второго выходов датчика крена 2 поступают соответственно на первый и второй входы логической схемы "исключающее ИЛИ" 4, формирующей импульсы в каждую четверть кренового периода (эпюра в на фиг.2). Эти импульсы поступают на вход линеаризатора сигнала 6, который формирует сигнал, изображенный сплошной линией на эпюре г фиг.2.At the same time, pulses from the first and second outputs of the
Сигнал с выхода преобразователя координат 5 поступает на первый вход релейного элемента 8, на второй вход которого поступает пилообразный сигнал с выхода линеаризатора сигнала 6 (эпюра г на фиг.2) через программное устройство 7. При равенстве этих двух сигналов на выходе релейного элемента 8 формируется релейный сигнал (эпюра д на фиг.2), величина команды в котором (в каждую четверть кренового периода) определяется отношением длительностей положительной и отрицательной величин сигналов. Сигнал с выхода релейного элемента 8 поступает на силовой одноканальный привод 9, который при вращении ракеты по крену поочередно в каждую четверть кренового периода отрабатывает команду.The signal from the output of the coordinate transformer 5 is fed to the first input of the relay element 8, the second input of which receives a sawtooth signal from the output of the signal linearizer 6 (plot d in figure 2) through the software 7. When these two signals are equal, the output of the relay element 8 is formed a relay signal (diagram d in FIG. 2), the value of the command in which (in each quarter of the roll period) is determined by the ratio of the durations of the positive and negative values of the signals. The signal from the output of the relay element 8 is fed to a power single-channel drive 9, which, when the rocket rotates along the roll, alternately executes a command in each quarter of the roll period.
Линеаризатор сигнала 6 (фиг.3) для формирования команд управления на ракете функционирует следующим образом. С момента старта ракеты, она начинает вращаться по углу крена, например, за счет разворота лопастей стабилизаторов, при этом формируются креновые импульсы. Креновый период (0°...360°) разбивают с момента начала вращения ракеты и до окончания вращения на временные интервалы, равные одной четверти кренового периода, т.е. 0°...90°, 90°...180°, 180°...270°, 270°...360° и т.д. Из креновых импульсов (в течение каждого временного интервала) вырабатывают линеаризированный сигнал. Величина размаха этого сигнала (А), формируемого, например, интегратором (Л.Фолкенберри. "Применение операционных усилителей и линейных ИС", Москва, 1985 г., стр.128) определяется как:The signal linearizer 6 (Fig. 3) for generating control commands on a rocket operates as follows. From the moment the rocket starts, it begins to rotate along the angle of heel, for example, due to the rotation of the stabilizer blades, while roll impulses are formed. The heel period (0 ° ... 360 °) is divided from the moment the rocket begins to rotate until the rotation ends into time intervals equal to one quarter of the heel period, i.e. 0 ° ... 90 °, 90 ° ... 180 °, 180 ° ... 270 °, 270 ° ... 360 °, etc. From the roll impulses (during each time interval) a linearized signal is generated. The magnitude of the amplitude of this signal (A), generated, for example, by an integrator (L. Falkenberry. "The use of operational amplifiers and linear ICs", Moscow, 1985, p. 128) is defined as:
где U - величина сигнала на входе интегратора;where U is the value of the signal at the input of the integrator;
Т - длительность временного интервала, в течение которого действует U;T is the duration of the time interval during which U acts;
τ - постоянная времени интегратора.τ is the integrator time constant.
Полет ракеты представляет собой винтовое движение, слагающееся из прямолинейного поступательного движения и вращения вокруг своей оси по углу крена (за счет стабилизаторов, создающих вращательное движение). При этом поскольку скорость полета ракеты изменяется, то изменяется длительность временного интервала Т, а значит и величина размаха (для знакопеременного значения) или амплитуды (например, для положительного значения) сигнала А.A missile flight is a helical movement, consisting of a rectilinear translational motion and rotation around its axis along the angle of heel (due to stabilizers creating a rotational movement). Moreover, since the flight speed of the rocket changes, the duration of the time interval T changes, and therefore the magnitude of the amplitude (for an alternating value) or amplitude (for example, for a positive value) of signal A.
Для формирования ШИМ команд с помощью линеаризированного (пилообразного) напряжения ("Основы радиоуправления", под ред. Вейцеля В.А. и Типугина В.Н., Москва, "Сов. радио", 1973 г., стр.239, рис.4.22) требуется, чтобы А=const, при Т=var. Это можно достичь соответствующим изменением U при τ=const, следующим из выражения (1)For the formation of PWM commands using linearized (sawtooth) voltage ("Fundamentals of Radio Control", edited by Vejtsel V.A. and Tipugin V.N., Moscow, "Sov. Radio", 1973, p. 239, Fig. 4.22) it is required that A = const, at T = var. This can be achieved by a corresponding change in U at τ = const, which follows from expression (1)
где К=-А·τ=const - коэффициент.where K = -A · τ = const is the coefficient.
Поскольку величину U на входе интегратора выставляют с момента начала построения линеаризированного сигнала, тоSince the value of U at the input of the integrator is set from the moment the construction of the linearized signal begins, then
где i=1, 2,..., n.where i = 1, 2, ..., n.
Таким образом измеряют в первоначальный момент времени временной интервал, равный, например, T1 (см. эпюру л на фиг.5), которому соответствует сигнал с амплитудой A1. По величине T1 на временном интервале Т2 выставляют на входе интегратора величину U2 для построения A2. Аналогичным образом измеряют Т2 и по ней выставляют на временном интервале Т3 величину U3 для построения А3 и т.д.Thus, at the initial time, a time interval is measured equal to, for example, T 1 (see diagram l in FIG. 5), which corresponds to a signal with amplitude A 1 . The value of T 1 on the time interval T 2 set at the input of the integrator value U 2 to build A 2 . Similarly, the measured T 2 and put it at timeslot T 3 value U 3 for constructing A 3, etc.
Следовательно, измеряют длительность текущего временного интервала, соответствующего одной четверти кренового периода, по которой выставляют величину размаха линеаризированного сигнала, соответствующую последующему временному интервалу.Therefore, measure the duration of the current time interval corresponding to one quarter of the roll period, which set the magnitude of the amplitude of the linearized signal corresponding to the subsequent time interval.
Поскольку ракета сначала разгоняется, а в конце полета, когда выключен двигатель, ее скорость падает, то изменение величины Т носит монотонный характер, при этом ошибки выставления величин U1, U2,..., Un по предыдущим значениям Ti небольшие.Since the rocket first accelerates, and at the end of the flight, when the engine is turned off, its speed drops, the change in the value of T is monotonous in nature, while the errors in setting the values of U 1 , U 2 , ..., U n from the previous values of T i are small.
Как следует из изложенного выше, сигнал с амплитудой A0 должен строиться по предыдущему значению временного интервала, которое отсутствует. Поэтому на время действия первой четверти кренового периода рули ракеты можно блокировать, например, в среднем положении, либо задаться величиной Т0, определенной, например, экспериментально.As follows from the above, a signal with amplitude A 0 should be built on the previous value of the time interval, which is absent. Therefore, for the duration of the first quarter of the heeling period, the rudders of the rocket can be blocked, for example, in the middle position, or set by a value of T 0 determined, for example, experimentally.
Форма линеаризированного сигнала, реализованного согласно заявленному способу, может быть выполнена в виде линейного нарастания амплитуды сигнала в течение одной четверти кренового периода и "мгновенного" уменьшения (как приведено на эпюре л фиг.5), при этом изменение величины размаха производится от минус А/2 до А/2, либо амплитуды от нулевого значения до А со смещением нулевого уровня на величину минус А/2 (путем суммирования).The shape of the linearized signal implemented according to the claimed method can be made in the form of a linear increase in the amplitude of the signal over one quarter of the roll period and “instant” decrease (as shown in diagram 5 of FIG. 5), with the change in magnitude being from minus A / 2 to A / 2, or amplitudes from zero to A with a zero level offset of minus A / 2 (by summing).
При поступлении на вход формирователя ступенчатого сигнала 10, т.е. на вход первого формирователя импульсов 12 сигнала (эпюра е на фиг.4), он формирует из переднего и заднего фронтов этого сигнала импульсы (эпюра ж на фиг.4). Эти импульсы поступают на первый вход "RS"-триггера 14 и устанавливают на его выходе нулевой логический уровень, который поступает на второй вход логической схемы "И" 13 и запрещает прохождение импульсов с выхода синхронизатора 11 на счетный вход (вход "С") счетчика импульсов 16. Одновременно импульсы с выхода первого формирователя импульсов 12 поступают на вход второго формирователя импульсов 15, который формирует импульсы, задержанные относительно входных (эпюра з на фиг.4). Эти импульсы поступают на вход записи информации (вход "С") в регистр 18 и переписывают информацию, поступающую на информационный вход регистра 18 с выхода счетчика импульсов 16.Upon receipt of a step signal 10 at the input of the driver, i.e. to the input of the
Одновременно импульсы с выхода второго формирователя импульсов 15 поступают на вход третьего формирователя импульсов 17, который формирует импульсы, задержанные относительно входных (эпюра и на фиг.4). Эти импульсы обнуляют на входе "R" счетчик импульсов 16 и по второму входу "RS" триггера 14 устанавливают на его выходе единичный логический уровень (эпюра к на фиг.4), который разрешает прохождение импульсов с синхронизатора 11 через логическую схему "И" 13 на счетный вход (вход "С") счетчика импульсов 16.At the same time, pulses from the output of the
Таким образом, в течение единичного логического уровня на выходе "RS" триггера 14, счетчик импульсов 16 производит счет импульсов, при этом величина двоичного числа с выходов счетчика импульсов 16, переписываемая затем в регистр 18, прямо пропорциональна длительности одной четверти кренового периода, т.е. T1, Т2, Т3,..., Тn.Thus, during a single logical level at the output "RS" of the
Двоичное число с выхода формирователя ступенчатого сигнала 10, т.е. с выхода регистра 18 поступает на вход вычислителя 19, который в соответствии с выражением (3), производит вычисление величины Ui.The binary number from the output of the stepper signal former 10, i.e. from the output of the
Таким образом, величина Ui, ступенчато регулируемая в каждую четверть кренового периода, при изменении скорости вращения ракеты по крену с выхода вычислителя 19 поступает на вход интегратора 20. В течение каждой четверти кренового периода интегратор 20 интегрирует величину напряжения и формирует линеаризированный сигнал (эпюра л на фиг.4). По окончании кренового периода в моменты, когда на выходе "RS"-триггера 14 существует нулевой логический уровень, интегратор 20 обнуляется сигналом с выхода первого формирователя импульсов (эпюра е на фиг.4).Thus, the value of U i , stepwise adjustable in each quarter of the roll period, when the rocket rotational speed changes from the output of the
Следовательно, интегратор 20 формирует линеаризированный сигнал (эпюра л на фиг.4) с амплитудой A1 по величине интервала Т0, А2 по величине интервала T1 и т.д.Therefore, the
Поскольку для формирования команд требуется знакопеременный линеаризированный сигнал (эпюра г на фиг.2), то выходной сигнал можно, например, просуммировать с величиной, равной минус А/2 в блоке 20.Since the formation of commands requires an alternating linearized signal (plot r in figure 2), the output signal can, for example, be summed with a value equal to minus A / 2 in
Как следует из изложенного выше, задержки, вносимые вторым и третьим 17 формирователями импульсов, изображенные соответственно на эпюрах фиг.4 "з" и "и" в действительности чрезвычайно малы, т.е. длительности интервалов Ti=T1, Т2, Т3 и т.д. полностью совпадают (соответствуют) As follows from the above, the delays introduced by the second and third 17 pulse shapers, respectively depicted in the diagrams of Fig. 4, "h" and "and" are actually extremely small, i.e. the duration of the intervals T i = T 1 , T 2 , T 3 , etc. completely match (match)
В описании с целью упрощения и облегчения понимания работы системы управления ракетой и линеаризатора сигнала, функционирование части узлов и блоков изложено для сигналов в цифровом, либо аналоговом видах, что не принципиально. Однако реализованная система управления выполнена целиком на цифровой элементной базе, за исключением приемника.In the description, in order to simplify and facilitate understanding of the operation of the missile control system and the signal linearizer, the functioning of some nodes and blocks is set forth for signals in digital or analog forms, which is not important. However, the implemented control system is made entirely on a digital element base, with the exception of the receiver.
В предлагаемом способе формирования команд управления на ракете, вращающейся по углу крена и системе управления, его реализующей, за счет того, что на ракете формируют из сигнала вращения линеаризированный сигнал, который с учетом угла крена ракеты сравнивают с декодированными значениями командных сообщений, соответственно, по курсу и тангажу и в результате сравнения формируют команды управления ракетой в виде широтно-импульсного модулированного сигнала, при этом величину размаха линеаризированного сигнала вырабатывают независимой от длительности сигнала вращения и изменяют обратно пропорционально требуемым значениям величин команд управления, повышена точность формирования ШИМ команд управления за счет регулирования коэффициента передачи.In the proposed method for generating control commands on a rocket rotating in a roll angle and a control system that implements it, due to the fact that a linearized signal is generated from the rotation signal on the rocket, which, taking into account the roll angle of the rocket, is compared with the decoded values of command messages, respectively, by the course and pitch and, as a result of the comparison, form missile control commands in the form of a pulse-width modulated signal, while the magnitude of the linearized signal amplitude is generated independently t of the duration of the rotation signal and change inversely with the required values of the values of the control commands, the accuracy of generating PWM control commands by adjusting the transmission coefficient is improved.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004136512/02A RU2280226C1 (en) | 2004-12-14 | 2004-12-14 | Method for formation of control commands on roll-stabilized rocket, and control system of roll-stabilized rocket |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004136512/02A RU2280226C1 (en) | 2004-12-14 | 2004-12-14 | Method for formation of control commands on roll-stabilized rocket, and control system of roll-stabilized rocket |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2280226C1 true RU2280226C1 (en) | 2006-07-20 |
Family
ID=37028769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004136512/02A RU2280226C1 (en) | 2004-12-14 | 2004-12-14 | Method for formation of control commands on roll-stabilized rocket, and control system of roll-stabilized rocket |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2280226C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514606C2 (en) * | 2012-07-17 | 2014-04-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения" | Method of generating control commands on rocket rotating on banking angle, rocket control system, method of measuring banking angle on rocket, gyroscopic device for measuring banking angle, method of generating sine and cosine signals on rocket rotating on banking angle, and sine-cosine rocket control system generator |
-
2004
- 2004-12-14 RU RU2004136512/02A patent/RU2280226C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514606C2 (en) * | 2012-07-17 | 2014-04-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения" | Method of generating control commands on rocket rotating on banking angle, rocket control system, method of measuring banking angle on rocket, gyroscopic device for measuring banking angle, method of generating sine and cosine signals on rocket rotating on banking angle, and sine-cosine rocket control system generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0069367B1 (en) | Dither motor system | |
EP0393650A2 (en) | High resolution pulse width modulation | |
US5110314A (en) | Device for inclining the tip path plane of a propeller of toy helicopter | |
GB2066431A (en) | Optical remote-control means for a propectile | |
RU2280226C1 (en) | Method for formation of control commands on roll-stabilized rocket, and control system of roll-stabilized rocket | |
RU2282129C1 (en) | Method for formation of control commands on spin-stabilized rocket, rocket control system, method for formation of linearized signal and signal linearizer for its realization | |
AU524074B2 (en) | Positioning rotary print head | |
RU2351875C2 (en) | Method of generating control instructions for rocket angle of bank, rocket control system, method of converting impulses of rocket rotating along its angle of bank and sine-cosine converter of rocket control system | |
US4033525A (en) | Feedback PDM encoder and method for actuating a pneumatic actuator with a digital autopilot | |
RU2283466C1 (en) | Method for forming of control commands on spin-stabilized missile, spin-stabilized missile, method for forming of double-sideband linearized signal and reversible signal linearizer | |
EP0303711A1 (en) | Method and apparatus for detecting absolute position | |
RU97107878A (en) | METHOD FOR SPACE VEHICLE MANAGEMENT USING REACTIVE EXECUTIVE BODIES AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION | |
US6477433B1 (en) | Control of velocity limited systems | |
RU2257523C1 (en) | Method for correction of command signal of missile spinning in bank angle, and missile guidance system for its realization | |
JPH0464107A (en) | Antenna driving device | |
SU769500A1 (en) | Device for regulating liquid rate-of-flow | |
SU1190509A2 (en) | Frequency-to-voltage converter | |
RU2514606C2 (en) | Method of generating control commands on rocket rotating on banking angle, rocket control system, method of measuring banking angle on rocket, gyroscopic device for measuring banking angle, method of generating sine and cosine signals on rocket rotating on banking angle, and sine-cosine rocket control system generator | |
RU2417390C2 (en) | Digital controller for rotor electromagnetic suspension | |
SU780137A1 (en) | Device for astatic regulation of dc motor rotational speed | |
Biran et al. | A digital Mössbauer effect spectrometer controlled by the multichannel analyzer | |
SU779974A1 (en) | Digital follow-up system | |
SU1179298A1 (en) | Digital combined regulator | |
SU769487A1 (en) | Master control | |
SU999001A1 (en) | Device for making photo of rapidly displacing models |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150903 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180913 Effective date: 20180913 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180914 Effective date: 20180914 |