RU2374602C2 - Method for generation of symmetrical missile control signals - Google Patents
Method for generation of symmetrical missile control signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374602C2 RU2374602C2 RU2007144736/02A RU2007144736A RU2374602C2 RU 2374602 C2 RU2374602 C2 RU 2374602C2 RU 2007144736/02 A RU2007144736/02 A RU 2007144736/02A RU 2007144736 A RU2007144736 A RU 2007144736A RU 2374602 C2 RU2374602 C2 RU 2374602C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rocket
- signal
- proportional
- control
- angle
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к управлению летательными аппаратами и может быть использовано в системах стабилизации полета симметричных зенитных управляемых ракет (ЗУР) с крестообразным расположением четырех аэродинамических рулей.The invention relates to the control of aircraft and can be used in flight stabilization systems of symmetric anti-aircraft guided missiles (SAM) with a cross-shaped arrangement of four aerodynamic rudders.
Управление современными скоростными ЗУР возможно только с помощью бортовых систем стабилизации, которые в общем случае выполняются в виде трехканальной системы автоматического регулирования: относительно поперечных осей (каналы поперечного управления в плоскостях расположения двух пар аэродинамических рулей) и продольной оси (канал крена) ракеты. Наиболее распространенной и используемой для стабилизации ЗУР является система стабилизации с обратными связями по угловой скорости и линейному ускорению.Modern high-speed missiles can be controlled only with the help of onboard stabilization systems, which in the general case are implemented as a three-channel automatic control system: relative to the transverse axes (transverse control channels in the planes of two pairs of aerodynamic rudders) and the longitudinal axis (roll channel) of the rocket. The most common and used to stabilize SAMs is a stabilization system with feedbacks on angular velocity and linear acceleration.
Известен способ формирования сигналов управления симметричной ракетой с помощью двух идентичных каналов поперечного управления, в каждом из которых измеряют текущие значения линейных боковых ускорений и угловых скоростей вращения ракеты относительно ее поперечных осей, формируют сигнал ошибки, пропорциональный разности сигнала радиоуправления и сигнала, пропорционального значению линейного бокового ускорения, масштабируют сигнал ошибки передаточным числом автопилота, инвертируют сигнал, пропорциональный угловой скорости, масштабируют его передаточным числом автопилота, указанные сигналы используют в качестве управляющих с обратными связями соответственно линейному ускорению и угловой скорости для одной из пар аэродинамических рулей ракеты [1].There is a method of generating control signals for a symmetrical missile using two identical lateral control channels, in each of which the current values of linear lateral accelerations and angular velocities of rotation of the missile relative to its transverse axes are measured, an error signal proportional to the difference of the radio control signal and the signal proportional to the value of the linear lateral acceleration, scale the error signal with the gear ratio of the autopilot, invert the signal proportional to the angular velocity, scale they beat it with the autopilot gear ratio, these signals are used as feedback controllers according to linear acceleration and angular velocity for one of the rocket aerodynamic rudder pairs [1].
Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при осуществлении известного способа формирования сигналов управления симметричной ракетой, является недостаточная точность управления ракетой из-за наличия систематической статической ошибки между значениями заданной команды управления и бокового линейного ускорения, отрабатываемого ракетой. Это обусловлено тем, что передаточная функция замкнутой системы стабилизации определяется такими параметрами, как динамический коэффициент статической устойчивости, эффективность аэродинамических рулей, скорость полета, нормальная сила, создаваемая за счет угла атаки ракеты, передаточные числа автопилота по боковому линейному ускорению. Поскольку в известном способе отсутствует обратная связь по углу атаки ракеты, передаточная функция системы в принципе не может быть равна единице, что и обуславливает недостаточную точность управления ракетой.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when implementing the known method for generating control signals for a symmetrical missile is the lack of accuracy of the missile control due to the presence of a systematic static error between the values of the given control command and the lateral linear acceleration practiced by the missile. This is due to the fact that the transfer function of a closed stabilization system is determined by parameters such as dynamic coefficient of static stability, aerodynamic rudder efficiency, flight speed, normal force created by the angle of attack of the rocket, and autopilot gear ratios for lateral linear acceleration. Since in the known method there is no feedback on the angle of attack of the rocket, the transfer function of the system, in principle, cannot be equal to unity, which leads to insufficient accuracy of rocket control.
Сущность изобретения заключается в следующем. Его задачей является разработка способа астатического формирования сигналов управления симметричной ракетой, при котором в установившемся режиме ее полета обеспечивается равенство отрабатываемого линейного бокового ускорения соответствующей команде управления. Технический результат при осуществлении изобретения выражается в повышении точности управления симметричной ракетой.The invention consists in the following. Its task is to develop a method for the astatic generation of symmetric missile control signals, in which the steady-state linear lateral acceleration of the corresponding control command is ensured in the steady state of its flight. The technical result in the implementation of the invention is expressed in improving the accuracy of control of a symmetrical missile.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе формирования сигналов управления симметричной ракетой с крестообразным расположением четырех аэродинамических рулей с помощью двух идентичных каналов управления, в каждом из которых измеряют текущие значения линейных боковых ускорений и угловой скорости вращения ракеты относительно ее поперечной оси, формируют сигнал ошибки, пропорциональный разности сигнала радиоуправления и сигнала, пропорционального значению бокового линейного ускорения, инвертируют сигнал, пропорциональный угловой скорости, масштабируют его передаточным числом автопилота и используют в качестве одного управляющего сигнала с обратной связью по угловой скорости для одной из пар аэродинамических рулей ракеты, согласно изобретению сигнал ошибки интегрируют и суммируют с масштабированным передаточным числом автопилота сигналом радиоуправления, полученный сигнал масштабируют передаточным числом автопилота и используют в качестве второго управляющего сигнала с обратной связью по боковому линейному ускорению для той же пары аэродинамических рулей ракеты, дополнительно формируют сигнал, пропорциональный углу атаки ракеты, который масштабируют передаточным числом автопилота, инвертируют и используют в качестве третьего управляющего сигнала с обратной связью по углу атаки ракеты для той же пары аэродинамических рулей ракеты.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of generating control signals for a symmetrical rocket with a crosswise arrangement of four aerodynamic rudders using two identical control channels, in each of which the current values of linear lateral accelerations and the angular velocity of rotation of the rocket relative to its transverse axis are measured, a signal is generated errors proportional to the difference between the radio signal and the signal proportional to the value of lateral linear acceleration invert the signal the angle proportional to the angular velocity is scaled by the autopilot gear ratio and used as one control signal with angular velocity feedback for one of the rocket aerodynamic rudder pairs, according to the invention, the error signal is integrated and summed with the scaled autopilot gear ratio of the radio control signal, the received signal is scaled gear ratio of autopilot and is used as a second control signal with feedback on lateral linear acceleration for e pairs missile aerodynamic control surfaces, further generates a signal proportional to the angle of attack the missile, which is scaled gear ratio autopilot, inverted and used as the third control signal with a feedback angle of attack missiles for the same pair of missile aerodynamic control surfaces.
Для получения сигнала, пропорционального углу атаки ракеты, непрерывно измеряют высоту и скорость полета ракеты, по их значениям и табличным значениям стандартной атмосферы формируют сигналы, пропорциональные текущему значению массовой плотности воздуха и скорости звука; по сигналам, пропорциональным скорости полета ракеты и скорости звука, формируют сигнал, пропорциональный числу Маха, по которому вычисляют коэффициент подъемной силы ракеты и формируют соответствующий ему сигнал, который последовательно перемножают с сигналом, пропорциональным текущему значению массовой плотности воздуха и сигналом, пропорциональным скорости ракеты, результирующий сигнал масштабируют константой, равной отношению величины миделя ракеты к ее весу, и получают сигнал, пропорциональный динамическому коэффициенту подъемной силы ракеты, а сигнал, пропорциональный углу атаки ракеты α, определяют на основании соотношения:To obtain a signal proportional to the angle of attack of the rocket, the height and speed of the rocket’s flight are continuously measured, and signals proportional to the current value of the air mass density and sound velocity are generated from their values and tabular values of the standard atmosphere; using signals proportional to the flight speed of the rocket and the speed of sound, they generate a signal proportional to the Mach number, which calculates the lift coefficient of the rocket and generates a signal corresponding to it, which is successively multiplied with a signal proportional to the current value of the mass density of air and a signal proportional to the speed of the rocket, the resulting signal is scaled with a constant equal to the ratio of the size of the missile’s midship to its weight, and a signal is obtained proportional to the dynamic lift coefficient me rocket power, and a signal proportional to angle α missile attack is determined based on the relation:
, ,
где а4 - динамический коэффициент подъемной силы ракеты, создаваемой аэродинамическим способом за счет угла атаки;where a 4 is the dynamic coefficient of lift of the rocket created by the aerodynamic method due to the angle of attack;
ω -угловая скорость вращения ракеты относительно поперечной оси;ω is the angular velocity of rotation of the rocket relative to the transverse axis;
p - оператор d/dt.p is the operator d / dt.
Сигналы формируют в цифровой форме, а сформированные цифровые управляющие сигналы преобразуют в аналоговую форму.The signals are generated in digital form, and the generated digital control signals are converted into analog form.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлены: фиг.1 - структурная схема канала поперечного управления, реализующая заявленный способ формирования сигналов управления симметричной ракетой; фиг.2 - график зависимости скорости звука от высоты; фиг.3 - график зависимости массовой плотности воздуха от высоты.The invention is illustrated by drawings, in which: FIG. 1 is a structural diagram of a transverse control channel that implements the claimed method for generating control signals for a symmetrical missile; figure 2 is a graph of the speed of sound versus pitch; figure 3 is a graph of the mass density of air from height.
Согласно заявленному способу сигналы управления симметричной ракетой формируются для двух пар ее аэродинамических рулей, расположенных крестообразно, двумя идентичными каналами управления по ускорению, угловой скорости и углу атаки ракеты в плоскостях расположения осей вращения соответствующих пар аэродинамических рулей. В каждом из этих каналов измеряют текущие значения линейных боковых ускорений, угловой скорости вращения ракеты относительно ее поперечной оси и вычисляют угол атаки - угол между продольной осью ракеты и проекцией вектора скорости ракеты на плоскость расположения соответствующей пары аэродинамических рулей. В каждом канале поперечного управления формируют цифровой сигнал ошибки, пропорциональный разности между цифровым сигналом радиоуправления ракетой и цифровым сигналом, пропорциональным величине бокового линейного ускорения, интегрируют его. Одновременно масштабируют передаточным числом автопилота цифровой сигнал радиоуправления ракетой и суммируют его с интегрированным цифровым сигналом ошибки, результирующий сигнал масштабируют передаточным числом автопилота, полученный цифровой сигнал преобразуют в аналоговую форму и используют в качестве первого управляющего сигнала соответствующей пары аэродинамических рулей с обратной связью по боковому линейному ускорению. Цифровой сигнал, пропорциональный угловой скорости, инвертируют, масштабируют передаточным числом автопилота, полученный цифровой управляющий сигнал преобразуют в аналоговую форму и используют в качестве второго управляющего той же парой аэродинамических рулей с обратной связью по угловой скорости вращения ракеты.According to the claimed method, the symmetric rocket control signals are generated for two pairs of its aerodynamic rudders located crosswise, two identical control channels for acceleration, angular velocity and angle of attack of the rocket in the planes of rotation axes of the corresponding pairs of aerodynamic rudders. In each of these channels, the current values of linear lateral accelerations, the angular velocity of the rocket’s rotation relative to its transverse axis are measured and the angle of attack, the angle between the longitudinal axis of the rocket and the projection of the rocket’s velocity vector onto the plane of the location of the corresponding pair of aerodynamic rudders, is calculated. A digital error signal is generated in each transverse control channel, which is proportional to the difference between the digital rocket radio control signal and the digital signal proportional to the lateral linear acceleration value, integrate it. At the same time, the digital signal of rocket radio control is scaled by the gear ratio of the autopilot and summed with the integrated digital error signal, the resulting signal is scaled by the gear ratio of the autopilot, the digital signal obtained is converted into analog form and used as the first control signal of the corresponding pair of aerodynamic rudders with feedback on lateral linear acceleration . The digital signal proportional to the angular velocity is inverted, scaled by the autopilot gear ratio, the obtained digital control signal is converted into analog form and used as the second aerodynamic rudders controlling the same pair with feedback on the angular velocity of the rocket.
Сигнал, пропорциональный углу атаки ракеты, может быть сформирован следующим образом. Непрерывно измеряют в цифровой форме высоту и скорость полета ракеты, по их значениям и табличным значениям стандартной атмосферы [2] формируют цифровые сигналы, пропорциональные текущему значению массовой плотности воздуха и скорости звука. По сигналам, пропорциональным скорости полета ракеты и скорости звука, формируют цифровой сигнал, пропорциональный числу Маха, по которому вычисляют коэффициент подъемной силы ракеты и формируют соответствующий ему цифровой сигнал. Этот сигнал последовательно перемножают с цифровым сигналом, пропорциональным текущему значению массовой плотности воздуха и цифровым сигналом, пропорциональным скорости ракеты. Результирующий цифровой сигнал масштабируют константой, равной отношению миделя ракеты к ее весу, и получают цифровой сигнал, пропорциональный динамическому коэффициенту подъемной силы ракеты. Угол атаки ракеты определяют в зависимости от динамического коэффициента подъемной силы ракеты, создаваемой аэродинамическим способом за счет угла атаки и угловой скорости вращения ракеты относительно поперечной оси.A signal proportional to the angle of attack of the rocket can be generated as follows. The altitude and flight speed of the rocket are continuously measured digitally, and digital signals proportional to the current value of the air mass density and sound speed are generated from their values and tabular values of the standard atmosphere [2]. Using signals proportional to the flight speed of the rocket and the speed of sound, a digital signal is generated proportional to the Mach number, from which the lift coefficient of the rocket is calculated and the corresponding digital signal is generated. This signal is successively multiplied with a digital signal proportional to the current value of the mass density of air and a digital signal proportional to the speed of the rocket. The resulting digital signal is scaled with a constant equal to the ratio of the missile midship to its weight, and a digital signal is obtained proportional to the dynamic coefficient of the rocket's lift force. The angle of attack of the rocket is determined depending on the dynamic coefficient of lift of the rocket created by the aerodynamic method due to the angle of attack and the angular velocity of rotation of the rocket relative to the transverse axis.
Далее формируют цифровой сигнал, пропорциональный углу атаки, инвертируют его, масштабируют передаточным числом автопилота, преобразуют в аналоговую форму и используют в качестве третьего управляющего сигнала для той же пары аэродинамических рулей.Next, they form a digital signal proportional to the angle of attack, invert it, scale the gear ratio of the autopilot, convert it to analog form and use it as the third control signal for the same pair of aerodynamic rudders.
Для описанного способа формирования сигналов управления рулями симметричной ракеты передаточная функция замкнутой системы стабилизации имеет вид:For the described method of generating steering control signals for a symmetrical rocket, the transfer function of a closed stabilization system has the form:
, ,
где W - сигнал, пропорциональный боковому линейному ускорению;where W is the signal proportional to the lateral linear acceleration;
λ - сигнал радиоуправления;λ is the radio control signal;
- коэффициент масштабирования сигнала радиоуправления; - scaling factor of the radio signal;
Т1, ξCT, TCT - параметры, корректируемые по какому-либо текущему аргументу коррекции, например по скоростному напору, продольному ускорению и т.д.T 1 , ξ CT , T CT - parameters that are corrected for any current correction argument, for example, for pressure head, longitudinal acceleration, etc.
Если за счет соответствующей коррекции, например по скоростному напору, обеспечить равенство , то передаточная функция замкнутой системы стабилизации примет вид:If due to appropriate correction, for example, by the pressure head, ensure equality , then the transfer function of the closed stabilization system will take the form:
. .
При этом в два раза снижается объем обобщенной информации, передаваемой по каналу обмена в систему радиоуправления, а при p=0, т.е. в установившемся режиме движения ракеты,In this case, the amount of generalized information transmitted via the exchange channel to the radio control system is halved, and at p = 0, i.e. in steady state rocket motion,
. .
Т.е. замкнутая система стабилизации становится астатической, а систематическая статическая ошибка регулирования при постоянном внешнем воздействии отсутствует, что повышает точность управления симметричной ракетой.Those. a closed stabilization system becomes astatic, and there is no systematic static control error with constant external exposure, which increases the accuracy of controlling a symmetrical missile.
Устройство для осуществления предложенного способа формирования сигналов управления симметричной ракетой с крестообразным расположением четырех аэродинамических рулей состоит из двух идентичных каналов поперечного управления соответствующей парой этих рулей. Каждый из каналов (фиг.1) содержит цифровой формирователь управляющего сигнала с обратной связью по боковому линейному ускорению, цифровой формирователь управляющего сигнала с обратной связью по угловой скорости и цифровой формирователь управляющего сигнала с обратной связью по углу атаки ракеты. Цифровой формирователь управляющего сигнала с обратной связью по боковому линейному ускорению содержит датчик бокового линейного ускорения 1, последовательно включенные первый цифровой сумматор 2, цифровой интегратор 3, второй цифровой сумматор 4 и первый цифровой масштабирующий усилитель 5, выход которого подключен к первому входу блока ЦАП 6. Первый вход цифрового сумматора 2, являясь входом канала, подключен к соответствующему цифровому выходу бортовой системы управления ракетой (на схеме не показано), к которому также подключен вход второго цифрового масштабирующего усилителя 7, выход которого соединен с вторым входом второго цифрового сумматора 4. Второй вход первого цифрового сумматора 2 соединен с цифровым выходом датчика линейного ускорения 1.A device for implementing the proposed method for generating control signals for a symmetrical rocket with a cross-shaped arrangement of four aerodynamic rudders consists of two identical lateral control channels of the corresponding pair of these rudders. Each of the channels (Fig. 1) contains a digital driver of the control signal with feedback on lateral linear acceleration, a digital driver of the control signal with feedback on the angular velocity and a digital driver of the control signal with feedback on the angle of attack of the rocket. The digital driver of the control signal with feedback on lateral linear acceleration contains a lateral linear acceleration sensor 1, a first digital adder 2, a digital integrator 3, a second digital adder 4, and a first
Цифровой формирователь управляющего сигнала с обратной связью по угловой скорости вращения ракеты содержит датчик угловой скорости 8 с цифровым выходом, с которым последовательно соединены первый цифровой инвертор 9 и третий цифровой масштабирующий усилитель 10, выход которого подключен ко второму входу блока ЦАП 6.The digital driver of the control signal with feedback on the angular velocity of rotation of the rocket contains an angular velocity sensor 8 with a digital output, to which the first digital inverter 9 and the third
Цифровой формирователь управляющего сигнала с обратной связью по углу атаки ракеты содержит последовательно включенные цифровые вычислитель плотности воздуха и скорости звука 11, делитель 12, вычислитель коэффициента подъемной силы ракеты 13, первый 14, второй 15 и третий 16 умножители, вычислитель угла атаки ракеты 17, второй инвертор 18 и четвертый масштабирующий усилитель 19, выход которого подключен к третьему входу блока ЦАП 6. Первый и второй входы вычислителя плотности воздуха и скорости звука 11 подключены к бортовому оборудованию, соответственно к выходу измерителя высоты Н и выходу измерителя скорости V ракеты (на схеме не показаны). Ко второму входу вычислителя плотности воздуха и скорости звука 11 также подключены вторые входы делителя 12 и второго умножителя 15, а ко второму выходу - второй вход первого умножителя 14. Второй вход третьего умножителя 16 соединен с источником сигнала, пропорционального отношению миделя ракеты к ее массе (на схеме не показан). Второй вход вычислителя угла атаки ракеты 17 соединен с цифровым выходом датчика угловой скорости 8. Вторые входы первого 5, второго 7, третьего 10 и четвертого 19 масштабирующих усилителей подключены к соответствующим выходам автопилота ракеты (на схеме не показано). Выходы блока ЦАП 6 являются выходами канала поперечного управления, которые связаны с рулевым приводом соответствующей пары аэродинамических рулей ракеты (на схеме не показано). В качестве перечисленных элементов схемы устройства, за исключением датчиков 1 и 8, могут быть использованы типовые элементы бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ) ракеты.The digital driver of the control signal with feedback on the angle of attack of the rocket contains sequentially connected digital calculator of air density and sound velocity 11, the divider 12, the calculator of the lift coefficient of the rocket 13, the first 14, the second 15 and the third 16 multipliers, the calculator of the angle of attack of the rocket 17, the second an inverter 18 and a fourth scaling amplifier 19, the output of which is connected to the third input of the DAC unit 6. The first and second inputs of the calculator of air density and sound velocity 11 are connected to the on-board equipment, respectively GOVERNMENTAL to the output meter height H and V output rocket speed meter (not shown in the diagram). The second inputs of the divider 12 and the
Устройство работает следующим образом. При отработке ракетой команд радиоуправления λ в поперечных плоскостях связанной системы координат возникают боковые линейные ускорения W и угловые скорости вращения ω относительно ее поперечных осей, измеряемые в каждом канале поперечного управления, соответственно датчиком боковых линейных ускорений 1 и датчиком угловой скорости 8. В цифровом формирователе управляющего сигнала с обратной связью по боковому линейному ускорению сигнал, пропорциональный значению команды радиоуправления λ, поступает на первый вход первого сумматора 2, на второй вход которого подается цифровой инвертированный сигнал, пропорциональный величине бокового линейного ускорения W, с выхода датчика бокового линейного ускорения 1. На выходе первого сумматора 2 выделяется сигнал ошибки, пропорциональный разности сигнала радиоуправления λ и сигнала, пропорционального W. Этот сигнал интегрируется (3) и подается на первый вход второго масштабирующего усилителя 4, на второй вход которого подается с выхода второго масштабирующего усилителя 7 сигнал радиоуправления λ, масштабированный передаточным числом автопилота . За счет этого в передаточной функции замкнутой системы стабилизации появляется интегродифференцирующее звено с эффектом дифференцирования, позволяющим скомпенсировать запаздывание от инерционного звена и тем самым расширить полосу пропускания системы стабилизации. Выходной сигнал второго сумматора 4 масштабируется (5) передаточным числом автопилота, преобразуется в аналоговую форму в блоке ЦАП 6 и в качестве управляющего сигнала с обратной связью по боковому линейному ускорению подается в рулевой привод соответствующей пары аэродинамических рулей ракеты.The device operates as follows. When a rocket develops the radio control commands λ in the transverse planes of the associated coordinate system, lateral linear accelerations W and angular rotational speeds ω relative to its transverse axes arise, measured in each transverse control channel, respectively, by the sensor of lateral linear accelerations 1 and the angular velocity sensor 8. In the digital driver shaper a signal with feedback on lateral linear acceleration, a signal proportional to the value of the radio command λ is supplied to the first input of the first adder 2, to the second input of which a digital inverted signal proportional to the value of lateral linear acceleration W is supplied from the output of the lateral linear acceleration sensor 1. An error signal proportional to the difference of the radio control signal λ and the signal proportional to W. is output at the output of the first adder 2. This signal is integrated (3) and fed to the first input of the second scaling amplifier 4, the second input of which is fed from the output of the second scaling amplifier 7, the radio signal λ, scaled by the transfer chi autopilot scrapping . Due to this, an integro-differentiating link appears in the transfer function of the closed stabilization system with differentiation effect, which compensates for the delay from the inertial link and thereby expand the bandwidth of the stabilization system. The output signal of the second adder 4 is scaled (5) by the gear ratio of the autopilot, converted into analog form in the DAC block 6, and fed into the steering gear of the corresponding pair of rocket aerodynamic rudders as a control signal with feedback on lateral linear acceleration.
В цифровом формирователе управляющего сигнала с обратной связью по угловой скорости вращения ракеты формируемый датчиком угловой скорости 8 сигнал, пропорциональный величине угловой скорости ω, инвертируется (9), масштабируется (10) передаточным числом автопилота, преобразуется в аналоговую форму в блоке ЦАП 6 и в качестве управляющего сигнала с обратной связью по угловой скорости подается в рулевой привод этой же пары аэродинамических рулей ракеты.In the digital driver of the control signal with feedback on the angular velocity of rotation of the rocket, the signal generated by the angular velocity sensor 8, which is proportional to the angular velocity ω, is inverted (9), scaled (10) by the gear ratio of the autopilot, converted into an analog form in the DAC block 6 and as a control signal with feedback on the angular velocity is fed into the steering gear of the same pair of rocket aerodynamic rudders.
Формирование управляющего сигнала с обратной связью по углу атаки ракеты осуществляется с помощью динамического коэффициента подъемной силы ракеты а4, создаваемой аэродинамическим способом за счет угла атаки, согласно известному выражению [1, стр.383]:The formation of the control signal with feedback on the angle of attack of the rocket is carried out using the dynamic coefficient of lift of the rocket a 4 created by the aerodynamic method due to the angle of attack, according to the well-known expression [1, p. 383]:
где - коэффициент подъемной силы ракеты;Where - rocket lift coefficient;
- скоростной напор; - speed head;
S - мидель ракеты;S - midship rocket;
m - вес ракеты;m is the weight of the rocket;
V - скорость полета ракеты.V is the flight speed of the rocket.
Для этого из бортовой аппаратуры ракеты, например от цифровой инерциальной системы наведения, цифровые сигналы, пропорциональные текущим значениям высоты и скорости полета , поступают соответственно на первый и второй входы вычислителя 11, в памяти которого хранится таблица параметров стандартной атмосферы [2]. На основании показателей и методом интерполяции табличных значений (фиг.2, фиг.3) определяются массовая плотность воздуха ρ и скорость звука a и формируются цифровые сигналы, пропорциональные текущим значениям и . Цифровые сигналы, пропорциональные , поступают также на второй вход делителя 12, на первый вход которого подаются цифровые сигналы, пропорциональные текущим значениям скорости звука . Путем деления цифрового сигнала на цифровой сигнал формируется цифровой сигнал, пропорциональный текущему значению числа Маха , который поступает в вычислитель 13, в памяти которого хранится априорная зависимость коэффициента подъемной силы ракеты в функции числа Маха. На основании текущего значения методом интерполяции табличных значений определяется текущее значение и формируется пропорциональный ему цифровой сигнал, который в первом умножителе 14 перемножается с цифровым сигналом, пропорциональным массовой плотности воздуха , поступающим со второго выхода вычислителя 11. Далее цифровой сигнал, пропорциональный произведению , во втором умножителе 15 перемножается с цифровым сигналом, пропорциональным текущей скорости полета ракеты , поступающим на его второй вход. Результатом обработки этих сигналов является цифровой сигнал, пропорциональный произведению коэффициента подъемной силы ракеты на скоростной напор q, который поступает в третий умножитель 16. На его второй вход из БЦВМ ракеты поступают цифровые сигналы, пропорциональные постоянной величине отношения миделя S к весу m ракеты. Результатом обработки этих сигналов является цифровой сигнал, пропорциональный значению динамического коэффициента подъемной силы ракеты a4, который поступает на первый вход вычислителя угла атаки 17, на второй вход которого поступает цифровой сигнал, пропорциональный угловой скорости ω с выхода датчика угловой скорости 8. С выхода вычислителя 17 снимается цифровой сигнал, пропорциональный текущему значению угла атаки ракеты α, который инвертируется (18), масштабируется (19) передаточным числом автопилота, преобразуется в аналоговую форму в блоке ЦАП 6 и в качестве управляющего сигнала с обратной связью по углу атаки подается в рулевой привод этой же пары аэродинамических рулей ракеты.For this, from the onboard equipment of the rocket, for example, from a digital inertial guidance system, digital signals proportional to the current altitude values and flight speed come respectively to the first and second inputs of the calculator 11, in the memory of which a table of parameters of the standard atmosphere is stored [2]. Based on indicators and by interpolating tabular values (FIG. 2, FIG. 3), the mass density of air ρ and the speed of sound a are determined and digital signals are generated that are proportional to the current values and . Digital signals proportional also arrive at the second input of the divider 12, the first input of which digital signals are proportional to the current values of the speed of sound . By dividing the digital signal to digital signal a digital signal is generated proportional to the current value of the Mach number , which enters the calculator 13, the memory of which stores the a priori dependence of the lift coefficient of the rocket as a function of the Mach number. Based on current value the table value interpolation method determines the current value and a digital signal proportional to it is formed, which in the first multiplier 14 is multiplied with a digital signal proportional to the air mass density coming from the second output of the calculator 11. Next, a digital signal proportional to the product , in the
Введение интегратора в обратную связь по боковому линейному ускорению обеспечивает астатизм замкнутой системы стабилизации. Включение второго масштабирующего усилителя параллельно первому сумматору и интегратору образует интегродифференцирующее звено, благодаря чему возникает эффект дифференцирования сигналов в цепи прохождения команд радиоуправления. Введение вычислителя угла атаки является новым и обеспечивает позиционную обратную связь по углу атаки. Выполнение устройства формирования сигналов управления на элементах цифровой техники позволяет увеличить собственную частоту замкнутой системы стабилизации до 50-100 Гц, что принципиально невозможно при аналоговом выполнении устройства. Все это обеспечивает повышение точности управления ракетой.The introduction of an integrator in the feedback on lateral linear acceleration provides the astatism of a closed stabilization system. The inclusion of a second scaling amplifier parallel to the first adder and integrator forms an integro-differentiating link, due to which there is an effect of signal differentiation in the chain of passage of the radio control commands. The introduction of the angle of attack calculator is new and provides positional feedback on the angle of attack. The implementation of the device forming control signals on the elements of digital technology allows you to increase the natural frequency of a closed stabilization system to 50-100 Hz, which is fundamentally impossible with the analog execution of the device. All this provides an increase in the accuracy of rocket control.
Источники информацииInformation sources
1. Проектирование зенитных управляемых ракет. / Под ред. И.С.Голубева и В.Г.Светлова. М.: Изд. МАИ, 1999, стр.404-405.1. Designing anti-aircraft guided missiles. / Ed. I.S. Golubeva and V.G. Svetlova. M .: Publishing. MAI, 1999, pp. 404-405.
2. Таблица стандартной атмосферы. ГОСТ 4401-64, 1964.2. Table of standard atmosphere. GOST 4401-64, 1964.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007144736/02A RU2374602C2 (en) | 2007-12-05 | 2007-12-05 | Method for generation of symmetrical missile control signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007144736/02A RU2374602C2 (en) | 2007-12-05 | 2007-12-05 | Method for generation of symmetrical missile control signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007144736A RU2007144736A (en) | 2009-06-10 |
RU2374602C2 true RU2374602C2 (en) | 2009-11-27 |
Family
ID=41024236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007144736/02A RU2374602C2 (en) | 2007-12-05 | 2007-12-05 | Method for generation of symmetrical missile control signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2374602C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2510485C2 (en) * | 2012-01-13 | 2014-03-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of control over flight speed of rocket of normal aerodynamic configuration with x-configuration of fins |
RU2564936C1 (en) * | 2014-09-04 | 2015-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Method of spaceship bank orientation and device to this end |
RU2567312C2 (en) * | 2013-10-28 | 2015-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Method of spaceship bank orientation and device to this end |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113110539B (en) * | 2021-04-13 | 2023-09-15 | 西安航天动力技术研究所 | Control method and control device for bullet/arrow three channels based on duck rudder |
-
2007
- 2007-12-05 RU RU2007144736/02A patent/RU2374602C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Проектирование зенитных управляемых ракет. / Под ред. И.С. Голубева и В.Г. Светлова. - М.: Изд. МАИ, 1999, с.404, 405. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2510485C2 (en) * | 2012-01-13 | 2014-03-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of control over flight speed of rocket of normal aerodynamic configuration with x-configuration of fins |
RU2567312C2 (en) * | 2013-10-28 | 2015-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Method of spaceship bank orientation and device to this end |
RU2564936C1 (en) * | 2014-09-04 | 2015-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Method of spaceship bank orientation and device to this end |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007144736A (en) | 2009-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180290719A1 (en) | Motion control device and motion control method for ship | |
US4128837A (en) | Prediction computation for weapon control | |
Kumar et al. | Tilting-rotor quadcopter for aggressive flight maneuvers using differential flatness based flight controller | |
US5259569A (en) | Roll damper for thrust vector controlled missile | |
CN106681348A (en) | Guidance and control integrated design method considering all-strapdown seeker view field constraint | |
CN102425980B (en) | Control method for realizing overload autopilot by using accelerometer | |
RU2374602C2 (en) | Method for generation of symmetrical missile control signals | |
CN110895418B (en) | Low-speed rotating aircraft control method and system for compensating dynamic lag of steering engine | |
RU2391694C1 (en) | Board digital-analogue adaptive system of aircraft control | |
US5951607A (en) | Autonomous craft controller system for landing craft air cushioned vehicle | |
CN112000127A (en) | Reverse-step-method-based aircraft lateral combined control method | |
CN106570242B (en) | The big dynamic pressure monoblock type radome fairing high-speed separation fluid structurecoupling emulation mode in low latitude | |
RU86326U1 (en) | ON-BOARD DIGITAL ANALOGUE ADAPTIVE AIRCRAFT CONTROL SYSTEM | |
RU2392186C2 (en) | Method to control twin-engine aircraft and system to this end | |
RU75066U1 (en) | SYMMETRIC ROCKER CONTROL SIGNALS FORMING DEVICE | |
JP3028888B2 (en) | Autopilot device | |
US3540678A (en) | Method of and apparatus for controlling the transverse acceleration and roll damping of steerable aerodynamic bodies | |
US3010676A (en) | Missile guidance system | |
RU2647405C1 (en) | Adaptive system with reference model for control of aircraft | |
RU2465535C1 (en) | Method of missile remote control | |
Tunik et al. | Hierarchical and Heterogeneous Leader-follower Formation for Quadrotor's Outdoor Application | |
RU2302358C1 (en) | Autopilot for symmetrical guided anti-aircraft missile | |
Jianhua | Trajectory tracking control for a quadrotor helicopter based on sliding mode theory | |
Ma et al. | Helicopter nonlinear dynamic inversion flight control model design | |
Xiaofeng et al. | Design of variable structure stability control loop for anti-air missile with swing nozzle thrust vector control |