RU2388010C1

RU2388010C1 - System for tracking mobile objects

Info

Publication number: RU2388010C1
Application number: RU2008134740/09A
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Семилет (RU); Виктор Васильевич Семилет; Валерий Георгиевич Слугин (RU); Валерий Георгиевич Слугин; Александр Викторович Жуков (RU); Александр Викторович Жуков; Евгений Васильевич Александров (RU); Евгений Васильевич Александров; Александр Николаевич Черкасов (RU); Александр Николаевич Черкасов; Владимир Николаевич Байбаков (RU); Владимир Николаевич Байбаков; Сергей Леванович Пазушко (RU); Сергей Леванович Пазушко; Олег Владимирович Герасичев (RU); Олег Владимирович Герасичев; Александр Сергеевич Рындин (RU); Александр Сергеевич Рындин
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2010-04-27
Also published as: RU2008134740A

Abstract

FIELD: physics; control.

SUBSTANCE: system for tracking mobile objects in space mainly with an oscillating base can be used in air traffic control. The result is achieved due to that, the tracking system has functionally connected location and optoelectronic position finders, logic mode generators, two switches, two devices for converting coordinates from a non-stabilised to a stabilised coordinate system, a homing and stabilisation device, where the location and optoelectronic position finders are mechanically connected to each other and are kinematically connected to the output shaft of the homing and stabilisation device. The system also has two correctors, a first adder, television automatic device and a scale amplifier, connected to each other in a defined way.

EFFECT: increased accuracy and stability of tracking mobile objects using an automatic system in steady and transient modes due to prevention of rapid change of position and velocity when switching the structure of the tracking system from location to optical and back.

3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к автоматическому регулированию, предназначено для систем автоматического наблюдения и сопровождения за подвижными объектами в пространстве преимущественно с качающегося основания и может быть использовано для управления воздушным движением.The invention relates to automatic regulation, is intended for systems of automatic monitoring and tracking of moving objects in space mainly from a swinging base and can be used to control air traffic.

Известна телевизионно-оптическая система сопровождения со следящим стробом, содержащая телевизионную камеру, устройство обработки видеосигнала, решающее устройство, привод наведения [1] (Барсуков Ф.И., Величкин А.И., Сухарев А.Д. Телевизионные системы летательных аппаратов. - М.: Советское радио, 1979. - 256 с., стр.232, рис.7.17, аналог).Known television-optical tracking system with a tracking strobe, containing a television camera, a video signal processing device, a resolving device, a guidance drive [1] (Barsukov F.I., Velichkin A.I., Sukharev A.D. Television systems of aircraft. - M .: Soviet radio, 1979.- 256 p., P. 232, fig. 7.17, analogue).

Недостатком данной телевизионной системы является недостаточная точность сопровождения целей с подвижного основания из-за отсутствия системы стабилизации оптической линии визирования и, как следствие, наличие динамической инерционности исполнительного привода и контура электронного слежения. Эта система неспособна к автоматическому захвату объекта на автосопровождение.The disadvantage of this television system is the lack of accuracy in tracking targets from a moving base due to the lack of a stabilization system for the optical line of sight and, as a result, the dynamic inertia of the actuator and the electronic tracking circuit. This system is not capable of automatically capturing an object for auto tracking.

Известна также телевизионно-оптическая система [2] (Грязин Г.Н. Оптико-электронные системы для обзора пространства: Системы телевидения. Л., Машиностроение, Ленинградское отделение. - 1988, стр.8, 9, рис.4, аналог), содержащая последовательно соединенные телевизионный датчик, устройство усиления и обработки сигнала, вычислительное устройство (в совокупности образующие пеленгатор) и исполнительный орган. Исполнительный орган, выполняющий функции блока наведения и стабилизации, кинематически связан с оптико-электронным (телевизионным) датчиком пеленгатора.Also known is a television-optical system [2] (Gryazin GN Optoelectronic systems for space viewing: Television systems. L., Mechanical engineering, Leningrad branch. - 1988, p. 8, 9, Fig. 4, analogue), comprising a television sensor in series, a signal amplification and processing device, a computing device (together forming a direction finder), and an actuator. The executive body, which performs the functions of the guidance and stabilization unit, is kinematically connected with the optoelectronic (television) direction finder sensor.

В известной системе переход в автоматический режим осуществляется посредством предварительного разворота пеленгатора на предназначенный для сопровождения объект таким образом, чтобы он оказался в пределах окна захвата внутри поля зрения. Однако при увеличении угловых скоростей и ускорений визирования объекта вероятность перехода в автоматический режим сопровождения падает. Это объясняется, с одной стороны, падением контраста изображения объекта, перемещающегося относительно растра (см. Грязин Г.Н. Оптико-электронные системы для обзора пространства: Системы телевидения. Л., Машиностроение, Ленинградское отделение. - 1988, стр.209-212), с другой стороны, если предварительный разворот пеленгатора осуществляется в полуавтоматическом режиме с участием человека-оператора, увеличиваются ошибки сопровождения высокоскоростного объекта оператором в силу ограниченности его динамических характеристик, приводящих к недопустимым переходным процессам в оптико-электронной системе, вызывающим срыв автосопровождения [3] (Цибулевский И.Е. Человек как звено следящей системы. - М., Наука, 1981. - 288 с.).In the known system, the transition to automatic mode is carried out by preliminary turning the direction finder to an object intended for tracking in such a way that it is within the capture window within the field of view. However, with an increase in the angular velocities and accelerations of object sighting, the probability of transition to the automatic tracking mode decreases. This is explained, on the one hand, by a decrease in the contrast of the image of an object moving relative to the raster (see Gryazin G.N. Optoelectronic systems for viewing space: Television systems. L., Mechanical Engineering, Leningrad Branch. - 1988, pp. 209-212 ), on the other hand, if the preliminary direction finding of the direction finder is carried out in a semi-automatic mode with the participation of a human operator, the errors in tracking the high-speed object by the operator increase due to the limitation of its dynamic characteristics, leading to underperformance stim transients in the opto-electronic system, causing failure autotracking [3] (IE Tsibulevsky person as a link servosystem -. M. Nauka, 1981. - 288 p.).

Недостатком оптических систем сопровождения является их высокая чувствительность к метеоусловиям и оптическим помехам, таким как атмосферная дымка, туман, дымопылевые помехи, засветки от ярких источников света и т.д., что объясняется работой телекамеры в видимой области спектра.The disadvantage of optical tracking systems is their high sensitivity to weather conditions and optical interference, such as atmospheric haze, fog, smoke and dust interference, illumination from bright light sources, etc., due to the operation of the camera in the visible spectrum.

Известен радиолокатор сопровождения, содержащий передатчик, приемник, последовательно соединенные антенну, двигатель вращения облучателя, генератор опорных напряжений, блок выделения сигналов ошибки, устройство наведения и стабилизации [4] (Динамика следящих приводов. /Под ред. Л.В. Рабиновича. - М.: Машиностроение, 1982. - 496 с., стр.132, рис.2.26), [5] (Радиолокационные устройства. / Под ред. В.В.Григорина-Рябова. - М.: Советское радио. - 1970, стр.570, рис.21.12, аналог).Known tracking radar containing a transmitter, a receiver, a series-connected antenna, an irradiator rotation motor, a reference voltage generator, an error signal isolation unit, a guidance and stabilization device [4] (Dynamics of servo drives. / Ed. By L. V. Rabinovich. - M .: Engineering, 1982. - 496 p., P. 132, Fig. 2.26), [5] (Radar devices. / Ed. By V.V. Grigorin-Ryabov. - M.: Soviet Radio. - 1970, p. .570, fig. 21.12, analogue).

Недостатком радиолокатора является чувствительность к средствам радиоэлектронного излучения и затруднительность работы при малых углах места из-за близости подстилающей поверхности.The disadvantage of the radar is its sensitivity to electronic radiation and the difficulty of working at low elevation angles due to the proximity of the underlying surface.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является свободная от основных недостатков телевизионной и радиолокационной систем известная интегрированная локационно-оптическая автоматическая система сопровождения подвижных объектов с заданной точностью, преимущественно с подвижного основания, которая состоит из последовательно соединенных оптико-электронного пеленгатора, блока управления оптико-электронной системы, последовательно соединенных устройства автоматического сопровождения, цифровой приборной системы, содержащей последовательно соединенные преобразователь «код-напряжение», второй коммутатор, интегрирующий привод и механическую передачу, второй выход которой подключен ко второму входу преобразователя «код-напряжение» и устройства наведения и стабилизации, включающего последовательно соединенные преобразователь стабилизированных координат в нестабилизированные, приборную следящую систему преобразователя координат и привод наведения и стабилизации, а также блок коррекции сигнала задающей скорости приборной следящей системы преобразователя координат, вход которого соединен со вторым выходом приборной следящей системы преобразователя координат, а выход - со вторым входом привода наведения и стабилизации, контура подслеживания выходного сигнала устройства автоматического сопровождения за выходом устройства наведения и стабилизации, содержащего последовательно соединенные первый блок сравнения, блок формирования траектории подслеживания, первый коммутатор и второй блок сравнения, и дополнительный преобразователь нестабилизированных координат в стабилизированные. Локационный и оптико-электронный пеленгаторы механически соединены между собой и имеют кинематическую связь с выходным валом устройства наведения и стабилизации, а их вторые выходы подключены соответственно к первому и второму входу формирователя логики режимов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к управляющим входам первого и второго коммутаторов. При этом второй выход локационного пеленгатора соединен со вторым входом второго блока сравнения, выход которого соединен со входом устройства автоматического сопровождения, а выход устройства автоматического сопровождения одновременно соединен с первым входом первого блока сравнения, второй выход устройства наведения и стабилизации соединен со входом дополнительного преобразователя нестабилизированных координат в стабилизированные, выход которого соединен со вторым входом первого блока сравнения, а выход блока управления оптико-электронной системы соединен со вторым входом второго коммутатора.Closest to the technical essence of the invention is the known integrated location-optical automatic tracking system for moving objects with a given accuracy, mainly from a moving base, which consists of a series-connected optical-electronic direction finder, an optical-electronic control unit, which is free from the main disadvantages of television and radar systems. systems connected in series to automatic tracking devices, a digital instrument system, with holding a series-connected code-voltage converter, a second switch that integrates the drive and mechanical transmission, the second output of which is connected to the second input of the code-voltage converter and a guidance and stabilization device that includes a stabilized coordinate converter in an unstabilized, instrument tracking system coordinate converter and a guidance and stabilization drive, as well as a signal correction unit for setting the speed of the instrument tracking system a coordinate generator, the input of which is connected to the second output of the instrument tracking system of the coordinate transformer, and the output is connected to the second input of the guidance and stabilization drive, the tracking circuit of the output signal of the automatic tracking device behind the output of the guidance and stabilization device, which contains the first comparison unit in series, the path generation unit tracking, the first switch and the second comparison unit, and an additional converter of unstabilized coordinates to stabilizer Bathrooms. Locating and optical-electronic direction finders are mechanically interconnected and have kinematic connection with the output shaft of the guidance and stabilization device, and their second outputs are connected respectively to the first and second inputs of the mode logic generator, the first and second outputs of which are connected respectively to the control inputs of the first and second switches. In this case, the second output of the location-finding direction finder is connected to the second input of the second comparison unit, the output of which is connected to the input of the automatic tracking device, and the output of the automatic tracking device is simultaneously connected to the first input of the first comparison unit, the second output of the guidance and stabilization device is connected to the input of an additional converter of unstabilized coordinates stabilized, the output of which is connected to the second input of the first comparison unit, and the output of the optics control unit -electron system connected to the second input of the second switch.

Устройство автоматического сопровождения содержит последовательно соединенные первый интегратор, блок сравнения, второй интегратор, а также усиливающий элемент, входом соединенный с входом первого интегратора, а выходом - со вторым входом блока сравнения, причем входом устройства автоматического сопровождения является вход первого интегратора, а выходом - выход второго интегратора [6] (Патент РФ №2321020, МПК⁷G01S 13/66, G01S 17/66 - прототип).The automatic tracking device comprises a first integrator, a comparison unit, a second integrator connected in series, and a reinforcing element connected in input to the input of the first integrator, and the output to the second input of the comparison unit, the input of the automatic tracking device is the input of the first integrator, and the output is the output the second integrator [6] (RF Patent No. 2321020, IPC ⁷ G01S 13/66, G01S 17/66 - prototype).

В известной интегрированной автоматической системе сопровождения повышена точность сопровождения наблюдаемого объекта и обеспечивается устойчивое сопровождение объекта за счет возможности перехода сопровождения с локационного режима в оптический и обратно.In the well-known integrated automatic tracking system, the tracking accuracy of the observed object is improved and stable tracking of the object is ensured due to the ability to switch tracking from the location mode to optical and vice versa.

Названная интегрированная автоматическая система сопровождения объединяет достоинства двух пеленгаторов локационного и телевизионного. Система обеспечивает автоматизацию захвата на автосопровождение в оптическом и локационном режимах. Однако ее недостатком является низкая точность сопровождения визируемых объектов в момент переключения пеленгаторов и необходимость применения специальных средств коррекции, обеспечивающих плавное без скачков и колебаний движение выходного вала устройства наведения и стабилизации. В момент переключения пеленгаторов на вход устройства наведения и стабилизации поступает ступенчатый входной сигнал. В результате переходного процесса возникают большие угловые скорости пеленгаторов относительно сопровождаемого объекта, и из-за ограниченной частоты опроса датчиков и запаздывания в обработке сигналов точность выделения координат подвижного объекта снижается, возможна его кратковременная потеря. Необходимость плавного без скачков наведения телевизионного пеленгатора объясняется типом используемого чувствительного элемента в конструкции телевизионного пеленгатора, работающего на принципе накопления заряда, который предполагает отсутствие перемещений проекции цели на фотокатоде чувствительного элемента оптического пеленгатора относительно установившегося положения. При наличии колебаний проекции цели возникает явление «размытия» изображения цели на видеоконтрольном устройстве, что приводит к искажению образа цели на фотокатоде чувствительного элемента оптико-электронного пеленгатора и, в конечном счете, возможна потеря сопровождения подвижного объекта.The named integrated automatic tracking system combines the advantages of two location and television direction finders. The system provides automation of capture for auto tracking in optical and location modes. However, its disadvantage is the low accuracy of tracking the sighted objects at the time of switching direction finders and the need to use special correction tools that provide smooth, without jumps and fluctuations, the movement of the output shaft of the guidance and stabilization device. At the moment the direction finders switch to the input of the guidance and stabilization device, a step-by-step input signal is received. As a result of the transition process, large angular velocities of direction finders with respect to the tracked object occur, and due to the limited frequency of interrogation of sensors and delays in signal processing, the accuracy of the coordinates of a moving object decreases, its short-term loss is possible. The need for a smooth, without jumps, pointing of the television direction finder is explained by the type of sensor used in the design of the television direction finder, operating on the principle of charge accumulation, which implies the absence of movement of the projection of the target on the photocathode of the sensitive element of the optical direction finder relative to the steady state. In the presence of fluctuations in the target projection, the phenomenon of “blurring” of the target image on the video monitoring device occurs, which leads to a distortion of the target image on the photocathode of the sensing element of the optoelectronic direction finder and, ultimately, the tracking object may be lost.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности и устойчивости сопровождения автоматической системой подвижных объектов в установившемся и переходном режимах за счет исключения скачков по положению и по скорости при переключении структур системы сопровождения с локационной в оптическую и обратно.The objective of the invention is to increase the accuracy and stability of tracking by an automatic system of moving objects in steady and transient modes by eliminating jumps in position and speed when switching structures of the tracking system from location to optical and vice versa.

Решение указанной задачи достигается за счет того, что в систему сопровождения подвижных объектов, содержащую локационный и оптико-электронный пеленгаторы, первые выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами формирователя логики режимов, предназначенного для обеспечения перехода сопровождения подвижных объектов с локационного режима в оптический и обратно, первый и второй коммутаторы, управляющие входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходом формирователя логики режимов, первый преобразователь координат из нестабилизированной системы координат в стабилизированную, устройство наведения и стабилизации, включающее последовательно соединенные преобразователь стабилизированных координат в нестабилизированные и привод наведения и стабилизации, при этом локационный и оптико-электронный пеленгаторы механически соединены друг с другом и кинематически связаны с выходом устройства наведения и стабилизации, дополнительно введены последовательно соединенные первый блок коррекции и первый сумматор, последовательно соединенные телевизионный автомат, второй преобразователь нестабилизированных координат в стабилизированные и второй блок коррекции, а также масштабный усилитель, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, при этом второй выход оптико-электронного пеленгатора соединен с входом масштабного усилителя и входом телевизионного автомата, второй выход которого соединен с входом оптико-электронного пеленгатора, второй выход локационного пеленгатора подключен ко второму входу первого коммутатора, выход которого соединен с входом первого преобразователя нестабилизированных координат в стабилизированные, выходом соединенного с входом первого блока коррекции, вход второго коммутатора соединен с выходом второго блока коррекции, а выход - со вторым входом первого сумматора, выход которого подключен к входу устройства наведения и стабилизации.The solution of this problem is achieved due to the fact that in the tracking system of moving objects, containing location and optoelectronic direction finders, the first outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the moderator of the logic of modes, designed to ensure the transition of tracking of moving objects from the location mode to optical and conversely, the first and second switches, the control inputs of which are connected respectively to the first and second output of the mode logic driver, the first will convert coordinates from an unstabilized coordinate system to a stabilized one, a guidance and stabilization device, including a serially connected stabilized to unstabilized coordinate converter and a guidance and stabilization drive, while the location and optical-electronic direction finders are mechanically connected to each other and kinematically connected to the output of the guidance and stabilization device additionally introduced in series connected the first correction unit and the first adder connected in series a television automaton, a second converter of unstabilized coordinates into stabilized coordinates and a second correction unit, as well as a large-scale amplifier, the output of which is connected to the first input of the first switch, while the second output of the optoelectronic direction finder is connected to the input of the large-scale amplifier and the input of the television automaton, the second output of which is connected with the input of the optoelectronic direction finder, the second output of the location-finding direction finder is connected to the second input of the first switch, the output of which is connected to the input Vågå unstabilized transmitter coordinates into stabilized output connected to the input of the first correction unit, the second switch input coupled to an output of the second correction unit, and an output - to a second input of the first adder, whose output is connected to an input device guidance and stabilization.

Телевизионный автомат содержит последовательно соединенные задающее устройство, вычислительное устройство и электронное исполнительное устройство, выход которого соединен со вторым входом задающего устройства, причем входом телевизионного автомата является первый вход задающего устройства, а первым и вторым выходами соответственно - выход электронного исполнительного устройства и второй выход вычислительного устройства.The television machine contains a serially connected master device, a computing device and an electronic actuator, the output of which is connected to the second input of the master device, the input of the television machine being the first input of the master device, and the first and second outputs, respectively, the output of the electronic actuator and the second output of the computing device .

Второй блок коррекции содержит последовательно соединенные блок сравнения, первый усилитель с переменным коэффициентом усиления, первый интегратор, второй сумматор, второй интегратор, третий сумматор и оператор дискретного преобразования, а также второй усилитель с переменным коэффициентом усиления, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход - ко второму входу второго сумматора, выход первого интегратора соединен со вторым входом третьего сумматора, а выход оператора дискретного преобразования - со вторым входом блока сравнения, причем входом второго блока коррекции является первый вход блока сравнения, а выходом - выход второго интегратора.The second correction unit contains a series-connected comparison unit, a first amplifier with a variable gain, a first integrator, a second adder, a second integrator, a third adder and a discrete conversion operator, as well as a second amplifier with a variable gain, the input of which is connected to the output of the comparison unit, and the output is to the second input of the second adder, the output of the first integrator is connected to the second input of the third adder, and the output of the discrete conversion operator is connected to the second input of the block with equalization, and the input of the second correction unit is the first input of the comparison unit, and the output is the output of the second integrator.

В качестве иллюстрации на фиг.1 приведена функциональная схема для одного канала предлагаемой системы сопровождения, фиг.2 - функциональная схема телевизионного автомата, фиг.3 - функциональная схема второго блока коррекции, фиг.4 - изображение объекта на видеоконтрольном устройстве оптико-электронной системы сопровождения (ОЭСС), фиг.5 - измерительная и следящая системы координат ОЭСС, фиг.6, 7 - изображение объекта и строба на экране видеоконтрольного устройства при различных дальностях.As an illustration, figure 1 shows a functional diagram for one channel of the proposed tracking system, figure 2 is a functional diagram of a television machine, figure 3 is a functional diagram of a second correction unit, figure 4 is an image of an object on a video monitoring device of an optical-electronic tracking system (OESS), FIG. 5 is a measuring and tracking coordinate system of the OESS, FIGS. 6, 7 are an image of an object and a strobe on the screen of a video monitoring device at different ranges.

Система сопровождения состоит из локационного 1 (ЛПл) и оптико-электронного 2 (ОЭПл) пеленгаторов, формирователя логики режимов 3 (ФЛР), первого 4 (Ком1) и второго 5 (Ком2) коммутаторов, первого преобразователя координат из нестабилизированной системы координат в стабилизированную 6 (ПК1_Н-C), устройства наведения и стабилизации 7 (УНС), состоящего из последовательно соединенных преобразователя координат из стабилизированной системы координат в нестабилизированную 8 (ПК_С-H) и привода наведения и стабилизации 9 (ПНС), последовательно соединенных первого блока коррекции 10 (БК1) и первого сумматора 11 (С1), последовательно соединенных телевизионного автомата 12 (ТА), второго преобразователя координат из нестабилизированной системы координат в стабилизированную 13 (ПК2_Н-C), второго блок коррекции 14 (БК2), масштабного усилителя 15 (МУ).The tracking system consists of location 1 (LPL) and optoelectronic 2 (OEPl) direction finders, a mode shaper of modes 3 (FLR), the first 4 (Kom1) and second 5 (Kom2) switches, the first coordinate converter from an unstabilized coordinate system to a stabilized 6 (PK1 _Н-C ), guidance and stabilization device 7 (ONS), consisting of a serially connected coordinate converter from a stabilized coordinate system to an unstabilized 8 (PC _С-H ) and a guidance and stabilization drive 9 (PNS), connected in series to the first correction unit 10 (BK1) and the first adder 11 (C1) connected in series to the television automaton 12 (TA), the second coordinate transformer from the unstabilized coordinate system to the stabilized 13 (PK2 _H-C ), the second correction unit 14 (BK2), large-scale amplifier 15 (MU).

Телевизионный автомат состоит из последовательно соединенных задающего устройства 16 (ЗУ), вычислительного устройства 17 (ВУ), электронного исполнительного устройства 18 (ИУ).The television machine consists of a series-connected master device 16 (memory), a computing device 17 (VU), an electronic actuator 18 (IU).

Второй блок коррекции состоит из последовательно соединенных блока сравнения 19 (БС), первого усилителя с переменным коэффициентом усиления 20 (УПКУ1), первого интегратора 21 (И1), второго сумматора 22 (С2), второго интегратора 23 (И2), третьего сумматора 24 (С3), оператора дискретного преобразования 25 (Z^-1), а также второго усилителя с переменным коэффициентом усиления 26 (УПКУ2).The second correction block consists of series-connected comparison block 19 (BS), the first variable-gain amplifier 20 (УУКУ1), the first integrator 21 (I1), the second adder 22 (C2), the second integrator 23 (I2), and the third adder 24 ( C3), the discrete transform operator 25 (Z ^-1 ), as well as the second variable-gain amplifier 26 (CCP2).

Все используемые составные части системы сопровождения являются известными, либо могут быть получены из известных устройств путем их объединения известными методами.All used components of the tracking system are known, or can be obtained from known devices by combining them by known methods.

Оптико-электронный пеленгатор может быть выполнен как это описано в [1] (Барсуков Ф.И., Величкин А.И., Сухарев А.Д. Телевизионные системы летательных аппаратов. - М., Советское радио, 1979). Локационный пеленгатор может быть взят аналогичным [7] (Максимов М.В., Горгонов Г.И. Радиоэлектронные системы самонаведения. - М., Радио и связь, 1982, стр.219, рис.6.1), можно также использовать и лазерную локационную установку. Коммутаторы могут быть реализованы на герконах, реле, электронных ключах и т.п. Блок сравнения, сумматор, а также масштабный усилитель могут быть реализованы на операционных усилителях [8] (Тетельбаум И.И., Шнейдер Ю.Р. 400 схем для АВМ. - М., Энергия, 1978) или цифровых микросхемах. Формирователь логики режимов может быть изготовлен на базе логических микросхем [9] (Павлов В.В. Управляющие устройства логического типа. - М., Энергия, 1968). Преобразователь координат из стабилизированной системы координат в нестабилизированную и из нестабилизированной системы координат в стабилизированную могут быть сделаны, как это описано в [10] (Ривкин С.С. Стабилизация измерительных устройств на качающемся основании. - М., Наука, 1978). Устройство наведения и стабилизации может быть реализовано как в прототипе, на базе гидравлических, электрических двигателей и сервоприводов как описано в [11] (Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. - М., Энергоиздат, 1981). При необходимости работы при больших углах возвышения или существенных значениях амплитуды качек, когда система может потерять устойчивость в результате возникновения положительных перекрестных связей из-за несовпадения измерительной и исполнительной систем координат УНС дополняется преобразователем координат. Например, УНС может представлять собой последовательно соединенные преобразователь координат из стабилизированной системы координат пеленгатора в нестабилизированную систему координат сервопривода и сам привод наведения и стабилизации совместно с механической передачей. Выходной вал привода наведения и стабилизации ПНС при этом является выходным валом устройства наведения и стабилизации. Блоки коррекции БК1, БК2 при известных требованиях к системе сопровождения могут быть сформированы по правилам, изложенным в [12] (Бессекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. - М., Наука, 1973) с реализацией аппаратной части на основе методов, приведенных в [8] (Тетельбаум И.И., Шнейдер Ю.Р. 400 схем для АВМ. - М., Энергия, 1978), синтез параметров БК1 в виде ПИД-регулятора и примеры реализации и моделирования регулятора в составе динамической системы приведены в [13, 14] (Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. - С-Пб.: КОРОНА принт, 2001. - 320 с., Ануфриев И.Е. Самоучитель MatLad 5.3/6.х - С-Пб.: БХВ-Петербург, 2003.- 736 с.: ил.). Первое и второе устройство с переменным коэффициентом усиления УПКУ1, УПКУ2 могут быть реализованы программно или на операционных усилителях в соответствии с рекомендациям [15] (Чернов В.Г. Устройства ввода вывода аналоговой информации для цифровых систем сбора и обработки данных. - М., Машиностроение, 1988. - 184 с., стр.33, рис.20). Вычислительное устройство ВУ может быть реализовано на базе быстродействующих сигнальных процессорах как это описано в [16] Руководство пользователя по сигнальным микропроцессорам семейства ADSP 2100 / Пер. с англ. О.В.Луневой; под ред. А.Д.Викторова, С-Пб. Гос. ун-т. - С-Пб., 1997. - 520 с. Реализация и работа электронного исполнительного устройства ИЭУ телевизионного автомата подробно описаны в [1] Барсуков Ф.И., Величкин А.И., Сухарев А.Д. Телевизионные системы летательных аппаратов. - М.: Советское радио, 1979. - 256 с.Optoelectronic direction finder can be performed as described in [1] (Barsukov FI, Velichkin AI, Sukharev AD Television systems of aircraft. - M., Soviet Radio, 1979). A location-based direction finder can be taken similarly [7] (Maksimov MV, Gorgonov GI Radio-electronic homing systems. - M., Radio and communications, 1982, p. 219, Fig. 6.1), you can also use a laser location installation. Switches can be implemented on reed switches, relays, electronic keys, etc. The comparison unit, adder, and also a large-scale amplifier can be implemented on operational amplifiers [8] (Tetelbaum II, Schneider Yu.R. 400 circuits for AVM. - M., Energy, 1978) or digital microcircuits. The mode logic shaper can be made on the basis of logic microcircuits [9] (Pavlov VV Control devices of a logical type. - M., Energy, 1968). A coordinate converter from a stabilized coordinate system to an unstabilized coordinate system and from an unstabilized coordinate system to a stabilized coordinate system can be made as described in [10] (Rivkin S. S. Stabilization of measuring devices on a swinging base. - M., Nauka, 1978). The guidance and stabilization device can be implemented as in the prototype, based on hydraulic, electric motors and servos as described in [11] (Chilikin MG, Sandler AS General course of electric drive. - M., Energoizdat, 1981). If it is necessary to work at large elevation angles or significant values of the quality amplitude, when the system can lose stability as a result of positive cross-connections due to a mismatch between the measuring and executive coordinate systems, the ONS is supplemented by a coordinate transformer. For example, a ONS can be a serially connected coordinate converter from a stabilized coordinate system of a direction finder to an unstabilized coordinate system of a servo drive and the guidance and stabilization drive itself together with a mechanical transmission. The output shaft of the PNS guidance and stabilization drive is the output shaft of the guidance and stabilization device. Correction blocks BK1, BK2 with known requirements for the tracking system can be formed according to the rules set forth in [12] (Bessekersky VA, Popov EP Theory of automatic control systems. - M., Science, 1973) with the implementation of the hardware parts based on the methods given in [8] (Tetelbaum II, Schneider Yu.R. 400 circuits for AVM. - M., Energia, 1978), synthesis of BK1 parameters in the form of a PID controller and examples of implementation and modeling of the controller as part of a dynamic system are given in [13, 14] (German-Galkin S.G. Computer simulation of a semiconductor systems in MATLAB 6.0: Textbook. - St. Petersburg: CORONA print, 2001. - 320 p., Anufriev I.E. Tutorial MatLad 5.3 / 6.x - St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2003.- 736 p.: Ill.). The first and second devices with variable amplification coefficient УПКУ1, УПКУ2 can be implemented programmatically or on operational amplifiers in accordance with the recommendations [15] (V. Chernov. Input devices for outputting analogue information for digital data collection and processing systems. - M., Mechanical Engineering , 1988. - 184 p., P. 33, Fig. 20). The WU computing device can be implemented on the basis of high-speed signal processors as described in [16] User Guide for signal microprocessors of the ADSP 2100 family / Per. from English O.V. Luneva; under the editorship of A.D. Viktorova, St. Petersburg. Gos. un-t - St. Petersburg., 1997 .-- 520 p. The implementation and operation of the electronic actuator of the IED of the television automaton are described in detail in [1] Barsukov F.I., Velichkin A.I., Sukharev A.D. Television systems of aircraft. - M.: Soviet Radio, 1979. - 256 p.

Работа системы осуществляется следующим образом. Пеленгаторы 1, 2 ведут слежение за целью одновременно и выдают сигналы, пропорциональные угловому отклонению сопровождаемой цели от линии визирования независимо один от другого. Устойчивость сопровождения цели и возможность восстановления сопровождения в автоматическом режиме в случае перерыва оптической связи или потери объекта пеленгатором обеспечивается построением структуры системы сопровождения подвижных объектов. Система сопровождения включает в себя локационный и оптико-электронный пеленгаторы, механически соединенные между собой и имеющие кинематическую связь с выходным валом устройства наведения и стабилизации. Пеленгаторы также последовательно соединены с формирователем логики режимов, подключенным к управляющим входам коммутаторов. Формирователь логики режимов 3 анализирует наличие признака автосопровождения в обоих каналах и выдает сигнал управления на первый и второй коммутаторы 4, 5, которые обеспечивают переход сопровождения с локационного режима в оптический и обратно переключением структур с помощью контактов коммутаторов. Коммутаторы могут находиться в двух состояниях - включенном или выключенном. Включен - режим управления УНС от ЛПл, отключен - режим управления УНС от ОЭПл.The system is as follows. Direction finders 1, 2 track the target simultaneously and give out signals proportional to the angular deviation of the tracked target from the line of sight independently of one another. The stability of target tracking and the ability to restore tracking in automatic mode in the event of an interruption in optical communication or the loss of an object by a direction finder is provided by the construction of the structure of a tracking system for moving objects. The tracking system includes location and optical-electronic direction finders, mechanically connected to each other and having a kinematic connection with the output shaft of the guidance and stabilization device. The direction finders are also connected in series with the mode logic generator, connected to the control inputs of the switches. The mode logic generator 3 analyzes the presence of a sign of auto tracking in both channels and issues a control signal to the first and second switches 4, 5, which provide the transition of tracking from the location mode to the optical mode and vice versa by switching structures using the contacts of the switches. Switches can be in two states - on or off. Enabled - ONS control mode from LPL, disabled - ONS control mode from OEPl.

Локационный режим сопровождения объектов обеспечивается структурой контура, включающего приемник, передатчик, антенный переключатель, синхронизатор системы сопровождения по дальности и угловым координатам и устройство наведения и стабилизации. Приемник, передатчик, антенный переключатель, синхронизатор системы сопровождения по угловым координатам в совокупности представляют собой локационный пеленгатор. Локационный пеленгатор определяет положение цели относительно оси диаграммы направленности антенны. Сигналы о положении цели после звена коррекции 10 (БК1) подаются на вход устройства наведения и стабилизации 7 (УНС), и оно осуществляет разворот локационного пеленгатора до тех пор, пока цель не окажется на оси диаграммы направленности. УНС позволяет также компенсировать качки носителя.The location tracking mode of objects is ensured by the structure of the circuit, including the receiver, transmitter, antenna switch, synchronizer of the tracking system in range and angular coordinates, and a guidance and stabilization device. The receiver, transmitter, antenna switch, synchronizer of the tracking system in angular coordinates in the aggregate are a location direction finder. Locating direction finder determines the position of the target relative to the axis of the antenna pattern. Signals about the position of the target after the correction link 10 (BK1) are fed to the input of the guidance and stabilization device 7 (ONS), and it rotates the location-finding direction finder until the target is on the axis of the radiation pattern. ONS also allows you to compensate for pitching media.

Оптический режим сопровождения система обеспечивает структурой, содержащей последовательно соединенные телевизионный датчик, устройство усиления и обработки видеосигнала, вычислительное устройство в совокупности образующее оптико-электронный пеленгатор 2 ОЭПл, устройство коррекции 10 (БК1) и 7 (УНС). Исполнительный орган УНС 7 общий для ЛПл и ОЭПл. С учетом того, что управляющие сигналы содержат информацию о качках носителя, исполнительный орган выполняет функции устройства наведения и стабилизации и кинематически связан с оптико-электронным датчиком пеленгатора.The system provides an optical tracking mode with a structure comprising a television sensor in series, a video signal amplification and processing device, a computing device that together forms an optical-electronic direction finder 2 OEPl, correction device 10 (BK1) and 7 (ONS). The executive body of ONS 7 is common for LPL and OEPL. Given that the control signals contain information about the rolls of the carrier, the executive body performs the functions of a guidance and stabilization device and is kinematically connected with the optical-electronic sensor of the direction finder.

Сопровождение подвижной цели происходит следующим образом. После того, как по сигналу от внешней системы пеленгатор развернут в направлении цели с точностью, достаточной для взятия ее на сопровождение, пеленгатор осуществляет захват цели и начинает вырабатывать условные координаты цели относительно оптической оси или оси антенны радиолокатора. Для того чтобы исключить из сигнала составляющую от качки и уменьшить перекрестные связи между каналами, сигнал с выхода пеленгатора пересчитывают в стабилизированную систему координат, например, по зависимостям (1)Tracking a moving target is as follows. After the direction finder is deployed in the direction of the target with a signal sufficient to take it for tracking, the direction finder captures the target and begins to generate conditional coordinates of the target relative to the optical axis or axis of the radar antenna. In order to exclude the component from the pitching from the signal and reduce cross-links between the channels, the signal from the direction finder output is recalculated into a stabilized coordinate system, for example, according to dependences (1)

δε, δβ - сигналы рассогласования в нестабилизированной системе координат;δε, δβ - mismatch signals in an unstabilized coordinate system;

δε_c, δβ_c - сигналы рассогласования в стабилизированной системе координат;δε _c , δβ _c - mismatch signals in a stabilized coordinate system;

γ - угол скрутки нестабилизированной системы координат ([10], стр.138).γ is the twist angle of the unstabilized coordinate system ([10], p. 138).

Полученный в пеленгаторе сигнал через коммутатор и преобразователь координат поступает на вход корректирующего устройства БК1 (10), где над ним проводятся такие операции, чтобы, обеспечивая устойчивость системы управления, добиться требуемых параметров по точности и характеристикам переходных процессов ([12] Бессекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. - М., Наука, 1973).The signal received in the direction finder through the commutator and coordinate transformer is fed to the input of the correction device BK1 (10), where such operations are performed on it so as to ensure the stability of the control system, to achieve the required parameters for accuracy and characteristics of transients ([12] V. Bessekersky ., Popov EP Theory of automatic control systems. - M., Nauka, 1973).

Поскольку диаграмма направленности луча (1-2 град.) локационного пеленгатора (1) существенно больше величины следящего строба (1-5 мрад) оптико-электронного пеленгатора (2) и, как правило, превышает по величине погрешность целеуказания, первоначально объект берется на автосопровождение локационным пеленгатором. Он выдает признак автосопровождения объекта в формирователь логики режимов (3), который обеспечивает подключение сигнала со второго выхода ЛПл через контакты первого коммутатора после коррекции в БК1 (10) ко входу устройства наведения и стабилизации УНС (7). Выходной вал УНС разворачивает пеленгаторы (1, 2) или их передающие устройства в сторону цели таким образом, чтобы цель оказалась на оси диаграммы направленности ЛПл (1). Поступающие на вход УНС (7) стабилизированные координаты визируемой цели преобразуются в нестабилизироканные в преобразователе координат (8). Он может быть реализован, например, с использованием зависимостей, предложенных ([10] Ривкин С.С. Стабилизация измерительных устройств на качающемся основании. - М., Наука, 1978)Since the beam pattern (1-2 degrees) of the location-finding finder (1) is significantly larger than the tracking strobe (1-5 mrad) of the optical-electronic direction finder (2) and, as a rule, exceeds the targeting error in magnitude, the object is initially taken for auto tracking location finder. It gives a sign of object auto-tracking to the mode logic generator (3), which ensures that the signal from the second LPL output is connected through the contacts of the first switch after correction in BC1 (10) to the input of the ONS guidance and stabilization device (7). The output shaft of the ONS deploys direction finders (1, 2) or their transmitting devices in the direction of the target so that the target is on the axis of the LPL pattern (1). The stabilized coordinates of the sighted target arriving at the ONS input (7) are converted to unstabilized coordinates in the coordinate transformer (8). It can be implemented, for example, using the dependencies proposed ([10] Rivkin S. S. Stabilization of measuring devices on a swinging base. - M., Nauka, 1978)

где ε_H, g_H - углы наведения УНС в нестабилизированной системе координат;where ε _H , g _H are the angles of guidance of the ONS in an unstabilized coordinate system;

ε_C, β_C - углы наведения УНС в стабилизированной системе координат;ε _C , β _C - ONS pointing angles in a stabilized coordinate system;

Q, ψ, θ - углы курса, тангажа и крена носителя соответственно.Q, ψ, θ are heading, pitch and roll angles, respectively.

Следует отметить, углы качек носителя используются также в преобразователе координат из нестабилизированной системы координат в стабилизированную 6 для расчета угла скрутки γ наряду со стабилизированными координатами. Поскольку использование этой информации очевидно, и она может быть получена от внешней системы или выработана самой системой сопровождения, подробно эти связи не описываются.It should be noted that the angles of the carrier qualities are also used in the coordinate transformer from the unstabilized coordinate system to the stabilized 6 for calculating the twist angle γ along with the stabilized coordinates. Since the use of this information is obvious, and it can be obtained from an external system or developed by the tracking system itself, these relationships are not described in detail.

Однако погрешность определения координат цели с помощью ЛПл (1) существенно выше, чем с помощью ОЭПл (2). Поэтому целесообразно перевести управление устройством наведения и стабилизации (7) на сигнал от ОЭПл (2). Для этого необходимо обеспечить попадание изображения от цели в часть поля зрения ОЭПл (2), соответствующую стробу. Поскольку процессу сопровождения, особенно за высокоскоростными целями с быстродвижущегося носителя, присущи динамические ошибки, необходимо обеспечить перемещение следящего строба по полю зрения в соответствии с текущей величиной ошибки. Когда изображение объекта оказывается в стробе и сигнал от него становится отличным от фона, ОЭПл (2) выдает в ФЛР (3) информацию об этом со своего первого выхода. ФЛР (3) подключает с помощью первого коммутатора Ком 1 (4) вход УНС (7) через масштабный усилитель 15 (МУ) к выходу ОЭПл (2) и отключает сигнал с выхода ЛПл от управляющего входа УНС. В этом режиме выходной вал УНС (7) стремится развернуть пеленгатор так, чтобы изображение цели оказалось в центре растра, соответствующем положению оптической оси ОЭПл (2). Точность слежения за целью возрастает. Дополнительный эффект повышения точности определения координат достигается за счет того, что сигнал от УНС подается на контур следящего строба, при этом сигнал УНС выполняет роль компенсирующей связи, разгружающей контур следящего строба.However, the error in determining the coordinates of the target using LPL (1) is significantly higher than with the help of OEPL (2). Therefore, it is advisable to transfer the control of the guidance and stabilization device (7) to a signal from the OEPl (2). For this, it is necessary to ensure that the image from the target enters the part of the field of view of the OEPL (2) corresponding to the strobe. Since the tracking process, especially for high-speed targets with fast-moving media, has dynamic errors inherent, it is necessary to ensure that the tracking strobe moves along the field of view in accordance with the current error value. When the image of the object appears in the strobe and the signal from it becomes different from the background, OEPl (2) gives information about this from its first output to the FLR (3). FLR (3) connects the ONS input (7) through the large-scale amplifier 15 (MU) using the first switch Com 1 (4) to the OEPL output (2) and disconnects the signal from the LPL output from the ONS control input. In this mode, the output shaft of ONS (7) tends to deploy the direction finder so that the target image appears in the center of the raster corresponding to the position of the optical axis of the OEPL (2). Target tracking accuracy is increasing. An additional effect of increasing the accuracy of determining the coordinates is achieved due to the fact that the signal from the ONS is fed to the tracking strobe circuit, while the ONS signal plays the role of a compensating connection that unloads the tracking strobe circuit.

Система сопровождения имеет два основных контура сопровождения:The tracking system has two main tracking circuits:

- контур с локационным пеленгатором (ЛПл) 1;- contour with location-based direction finder (LPL) 1;

- контур с оптико-электронным пеленгатором (ОЭПл) 2;- a circuit with an optoelectronic direction finder (OEPl) 2;

В предлагаемой локационно-оптической системе сопровождения с электроприводом антенны зеркального типа структура системы управления построена с косвенной системой стабилизации, в которой качки носителя замеряются автономным гироскопическим прибором носителя и передаются на вход системы сопровождения по системе функциональных связей. Отличительной особенностью системы сопровождения является использование одной структуры контура управления для локационного и оптического режимов. При работе локационного или оптического режимов используются общие: устройство наведения и стабилизации 7 и блок коррекции 10. Для обеспечения одинаковости динамических характеристик в канал оптического пеленгатора введен масштабный усилитель 15, выравнивающий крутизны пеленгаторов.In the proposed location-based optical tracking system with an electric mirror-type antenna, the control system structure is built with an indirect stabilization system in which the carrier rolls are measured by an independent gyroscopic carrier device and transmitted to the input of the tracking system via a functional communication system. A distinctive feature of the tracking system is the use of one control loop structure for location and optical modes. When the location or optical modes are used, the general ones are used: the guidance and stabilization device 7 and the correction unit 10. To ensure the same dynamic characteristics, a scale amplifier 15 is introduced into the channel of the optical direction finder, aligning the steepnesses of direction finders.

Качество наведения на подвижную цель (время регулирования, перерегулирование) и динамическая точность в системе сопровождения обеспечиваются за счет блока коррекции (БК1) 10. БК1 выполнен в виде интегродифференцирующего фильтра 9 [13] Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. - С-Пб.: КОРОНА принт, 2001. - 320 с.) и имеет в своем составе два интегратора, и создает в контуре сопровождения (радиолокационном, оптическом) астатизм второго порядка по управлению. Введение астатизма второго порядка в контур сопровождения подвижного объекта обеспечивает требуемые точностные характеристики контура сопровождения радиолокационной системы, а повышенные динамические характеристики оптической системы сопровождения обеспечены организацией в контуре сопровождения многоканального управления (грубый и точный канал управления).The quality of pointing to a moving target (regulation time, overshoot) and dynamic accuracy in the tracking system are ensured by the correction unit (BK1) 10. BK1 is made in the form of an integro-differentiating filter 9 [13] German-Galkin SG Computer Simulation of Semiconductor Systems in MATLAB 6.0: A Training Manual. - St. Petersburg: CORONA print, 2001. - 320 p.) And has two integrators in its composition and creates second-order astatism in the tracking loop (radar, optical) for control. The introduction of second-order astatism into the tracking contour of a moving object provides the required accuracy characteristics of the tracking contour of the radar system, and the increased dynamic characteristics of the optical tracking system are ensured by the organization of multi-channel control in the tracking contour (rough and accurate control channel).

Такое построение системы сопровождения, в отличие от прототипа, в котором для каждой системы управления используются свои цепи коррекции и своя структура каждого контура управления, исключает скачки по скорости и по положению при переключении структур с локационного в оптический и обратно. Такой эффект в поведении системы сопровождения объясняется тем, что интеграторы общего для обеих систем блока коррекции БК1 «заряжены», их уровень сигнала соответствует фактической скорости и ускорению работы исполнительного органа системы сопровождения, и при переключении структур исключаются переходные процессы, обусловленные приведением цепей коррекции переключаемой структуры к фактическому уровню работы системы.Such a construction of the tracking system, in contrast to the prototype, in which each control system uses its own correction circuit and its own structure of each control circuit, eliminates jumps in speed and position when switching structures from location to optical and vice versa. This effect in the behavior of the tracking system is explained by the fact that the integrators of the BC1 correction block common to both systems are “charged”, their signal level corresponds to the actual speed and acceleration of the executive body of the tracking system, and when switching structures, transients due to reduction of the switching structure correction circuits are excluded to the actual level of the system.

Повышенная точность подвижного объекта обеспечивается оптико-электронной системой сопровождения (ОЭСС).The increased accuracy of the moving object is ensured by an optical-electronic tracking system (OECS).

Система состоит из 2-х контуров(каналов) управления:The system consists of 2 control loops (channels):

- грубого канала, который обеспечивает движение телевизионно-оптического прибора;- a rough channel that provides the movement of a television optical device;

- точного канала, обеспечивающего движение следящего строба или следящего растра, обрамляющего сопровождаемый объект.- the exact channel that provides the movement of the tracking strobe or tracking raster framing the tracked object.

Примеры многоконтурных систем, рассмотренные в [4], показывают, что если какое либо воздействие охвачено не одним, а несколькими контурами, то каждый из контуров может быть использован для уменьшения ошибки, вызванной данным воздействием. Поэтому с целью повышения точности относительно управляющего воздействия использована структура, имеющая два контура, охватывающих это воздействие. Координатой, расположенной за точкой приложения управления, является ошибка системы. Тракт прямой цепи системы W и жесткая отрицательная обратная связь по положению образуют первый основной контур, охватывающий управление. Чтобы ввести еще один контур, охватывающий управляющее воздействие, необходимо взять сигнал, несущий информацию об ошибке, подать его на вход нового специально образованного тракта и затем выходной сигнал этого тракта ввести в силовую часть системы. Дополнительный контур имеет собственный вход в силовую часть и доступные измерению и используемые для корректирующих связей внутренние координаты силовой части. Такой принцип повышения точности следящей системы относительно управляющего воздействия называется принципом разветвления силового тракта следящей системы, и сама система выполняется по двухканальной итеративной структуре. При этом следящая система имеет два контура. Первый контур включает пеленгационное устройство, приводимое в движение только от двигателя своего привода. Этот следящий контур условно называется грубым. Пеленгационное устройство грубого контура измеряет рассогласование между направлением вектора дальности и положением вала (платформы) грубого канала. Следящий контур канала по отклонению - ошибке называют точным или корректирующим. Пеленгационное устройство приводится двигателем грубого канала по сигналам грубого и точного контуров и измеряет рассогласование между направлением вектора дальности и положением следящего вала системы в целом.The examples of multi-circuit systems considered in [4] show that if any action is covered not by one, but by several circuits, then each of the circuits can be used to reduce the error caused by this action. Therefore, in order to increase accuracy with respect to the control action, a structure is used that has two circuits covering this effect. The coordinate located behind the control application point is a system error. The direct circuit path of the W system and the rigid negative position feedback form the first main loop encompassing control. In order to introduce another circuit covering the control action, it is necessary to take a signal that carries information about the error, apply it to the input of a new specially formed path, and then enter the output signal of this path into the power part of the system. The additional circuit has its own entrance to the power unit and internal coordinates of the power unit that are accessible for measurement and are used for corrective connections. This principle of increasing the accuracy of the tracking system relative to the control action is called the principle of branching the power path of the tracking system, and the system itself is executed according to a two-channel iterative structure. In this case, the tracking system has two circuits. The first circuit includes a direction finding device, driven only by the engine of its drive. This tracking circuit is conventionally called coarse. The coarse direction finding device measures the mismatch between the direction of the range vector and the position of the coarse channel shaft (platform). Tracking channel contour by deviation - error is called accurate or corrective. The direction finding device is driven by the coarse channel engine according to the signals of the coarse and precise contours and measures the mismatch between the direction of the range vector and the position of the follower shaft of the system as a whole.

Таким образом, итеративная структура следящей системы в целом имеет два независимых контура управления, причем управляющим воздействием точного канала является ошибка грубого канала, т.е систему в целом можно рассматривать как соединение двух независимых следящих контуров, образующих некоторую эквивалентную систему в целом, которая обладает определенными динамическими свойствами.Thus, the iterative structure of the tracking system as a whole has two independent control loops, and the control action of the exact channel is the error of the rough channel, i.e., the system as a whole can be considered as a combination of two independent tracking loops forming some equivalent system as a whole, which has certain dynamic properties.

Для структурной схемы фиг.1 можно записать систему дифференциальных уравнений в операторной формеFor the structural diagram of figure 1, you can write the system of differential equations in operator form

Исключая из этой системы уравнений все переменные кроме θ и φ_В, получаем передаточную функцию ошибки системы в целомEliminating all variables except θ and φ _B from this system of equations, we obtain the transfer function of the error of the system as a whole

или

or

где

- передаточная функция ошибки грубого канала;Where

- transfer function of the rough channel error;

- передаточная функция ошибки точного канала.

- transfer function of the error of the exact channel.

Анализ выражения 3 показывает, что порядок астатизма системы в целом равен сумме порядков астатизма грубого и точного каналов, а добротность системы в целом равна произведению добротностей каналов, что в итоге обеспечивает повышенную точность работы двухканальной итеративной системы.An analysis of expression 3 shows that the order of astatism of the system as a whole is equal to the sum of the orders of astatism of the coarse and accurate channels, and the quality factor of the system as a whole is equal to the product of the quality factors of the channels, which ultimately provides increased accuracy of the two-channel iterative system.

Учитывая (фиг.1), что канал грубого отсчета, отрабатывающий управляющее воздействие, замкнут по положению, а суммирование сигналов по управлению φ_НГ и по отклонению φ_HT производится на выходе, причем W_ОБЩ=1, двухканальные следящие системы оказываются малочувствительными к отклонениям параметров и нелинейностям характеристик элементов системы. Одновременно, наличие пеленгационного устройства грубого канала позволяет реализовать канал связи по управлению с непосредственным его измерением, при этом увеличение суммарного астатизма системы по управлению и добротности двухканальной системы позволяет обеспечивать характеристики точности системы без использования инвариантного управления, не требуется дифференциатор в канале связи по управлению, что существенно облегчает получение высокой динамической точности даже при относительно высоких уровнях помех на выходе пеленгационного устройства. Указанные особенности двухканальных систем с итеративной иерархической структурой делают их особенно перспективными для применения в системах высокой точности.Given (figure 1) that the coarse reference channel fulfilling the control action is closed in position, and the summation of the signals for controlling φ _NG and the deviation φ _{HT is} performed at the output, and W _GEN = 1, two-channel tracking systems are insensitive to deviations of parameters and non-linear characteristics of system elements. At the same time, the presence of a coarse channel direction finding device allows you to implement a control communication channel with its direct measurement, while increasing the total astatism of the control system and the quality factor of the two-channel system allows you to provide system accuracy characteristics without using invariant control, no differentiator in the control communication channel is required, which significantly facilitates obtaining high dynamic accuracy even at relatively high levels of interference at the output of direction finding onnogo device. These features of two-channel systems with an iterative hierarchical structure make them especially promising for use in high-precision systems.

Функциональная схема точного канала ОЭСС включает в себя пеленгатор ОЭПл 2, телевизионный автомат ТА 12, второй преобразователь координат ПК2_Н-С 13, второй блок коррекции БК2 14, представляющий собой настраиваемый фильтр с полиноминальной функцией для расчета резонансной частоты фильтра, второй коммутатор Ком2 5, устройство наведения и стабилизации 7. Функциональная схема грубого канала ОЭСС включает в себя пеленгатор ОЭПл 2, масштабный усилитель МУ 15, первый преобразователь координат ПК1_Н-С 6, первый блок коррекции БК1 10, устройство наведения и стабилизации УНС 7. Сложение сигналов управлений каналов грубого и точного отсчета производится в первом сумматоре С1 11.The functional diagram of the OECS exact channel includes an OEPl 2 direction finder, a TA 12 automatic machine, a second coordinate converter PK2 NS _- 13, a second correction unit BK2 14, which is a custom filter with a polynomial function for calculating the resonant frequency of the filter, a second switch Kom2 5, guidance and stabilization device 7. Functional coarse channel OESS circuit includes a direction finder OEPl 2 MU scaling amplifier 15, a first coordinate converter PC1 _H-C 6, a first correction block BK1 10, pointing device and stabilization of ONS 7. Addition of control signals of coarse and accurate reference channels is made in the first adder C1 11.

В ОЭСС со следящим стробом, развертка проекции изображения осуществляется по всей рабочей поверхности светочувствительного слоя передающей трубки. Слежение за целью осуществляется специальным (следящим) стробом (окном слежения), который может просматриваться на вспомогательном видеоконтрольном устройстве (ВКУ), см. фиг.1.In the OECS with a tracking strobe, the image projection is scanned over the entire working surface of the photosensitive layer of the transmitting tube. Tracking the target is carried out by a special (tracking) strobe (tracking window), which can be viewed on an auxiliary video monitoring device (VKU), see figure 1.

Изображение объекта (например, самолета) на видеоконтрольном устройстве оптической (телевизионной) системы сопровождения со следящим стробом (растром) с измерительной х_п, у_п и следящей х_с, у_с системами координат приведены на фиг.4.An image of an object (for example, an airplane) on a video monitoring device of an optical (television) tracking system with a tracking strobe (raster) with measuring x _p , y _p and tracking x _s , y _with coordinate systems is shown in Fig. 4.

При смещении цели следящий строб перемещается электронным исполнительным устройством ЭИУ 18 вслед за сопровождаемой целью, в виде специального изображения (перекрестия, засвеченного или затемненного квадрата и т.д.).When the target is shifted, the follow-up strobe is moved by the electronic actuator EIU 18 after the followed target, in the form of a special image (crosshair, illuminated or darkened square, etc.).

Следящий строб или перекрестие определяет положение начала следящей системы координат. За движением объекта следит строб. Одновременно поворачивается и телевизионно-оптический пеленгатор ОЭПл 2 для сближения центра камеры с центром строба.A tracking strobe or crosshair determines the position of the origin of the tracking coordinate system. The object is monitored by a strobe. At the same time, the OEPl 2 television-optical direction finder is rotated to bring the center of the camera closer to the center of the strobe.

При совместной работе контуров грубого и точного слежения обеспечивается высокоточное сопровождение.When the coarse and precise tracking loops work together, highly accurate tracking is ensured.

Работа телевизионного автомата заключается в следующем: задающее устройство ЗУ 16 имеет в памяти изображение характерных объектов. Видеосигнал с телевизионного датчика оптического прибора поступает на устройство усиления и обработки видеосигнала телевизионной камеры, в котором проводится совмещение сигнала по времени и уровню, его обработка и ввод в вычислительное устройство ВУ 17.The operation of the television machine is as follows: the master device 16 has a memory image of characteristic objects. The video signal from the television sensor of the optical device enters the device for amplifying and processing the video signal of the television camera, in which the signal is combined in time and level, its processing and input to the computing device VU 17.

Вычислительное устройство ВУ 17 извлекает необходимый информационный параметр и сравнивает его текущее значение с заданным, поступающим с ЗУ 16.The computing device VU 17 retrieves the necessary information parameter and compares its current value with the set received from the memory 16.

Вычислительное устройство ВУ 17 обеспечивает преобразование временного интервала, пропорционального отклонению проекции объекта на фотокатоде трубки от начала измерительной системы координат, связанной с этой поверхностью (разверткой), в соответствующий электрический сигнал.The computing device VU 17 converts the time interval proportional to the deviation of the projection of the object on the photocathode of the tube from the beginning of the measuring coordinate system associated with this surface (scan) to the corresponding electrical signal.

Результирующий сигнал поступает на электронное исполнительное устройство ЭИУ 18, с которого поступает отрицательная обратная связь на ЗУ 16, замыкающая контур телевизионного автомата сопровождения ТА 12.The resulting signal is fed to the electronic actuator EIU 18, from which negative feedback is supplied to the memory 16, which closes the circuit of the television automatic tracking TA 12.

Выходная координата системы ТА 12 ϑ_с тождественна φ_с(ϑ_c=φ_с). Сопровождение происходит при изменяющихся параметрах объекта наблюдения.The output coordinate of the TA 12 ϑ _{s system is} identical to φ _s (ϑ _c = φ _s ). Maintenance takes place with changing parameters of the object of observation.

В запоминающем устройстве имеется образ цели в виде точки, которая обрамляется самой малой рамкой строба. Всего имеется 8 рамок строба. Разрешающая способность оптической системы сопровождения определяется ценой деления, равной одному машинному элементу развертки. Для самой малой рамки строба цена машинного элемента 0,13 мрад, а самой большой - 1,36 мрад. Размер рамки строба по мере приближения цели к носителю увеличивается.The storage device has an image of the target in the form of a point, which is framed by the smallest frame of the strobe. There are 8 strobe frames in total. The resolution of the optical tracking system is determined by the division price equal to one machine scan element. For the smallest strobe frame, the price of a machine element is 0.13 mrad, and the largest - 1.36 mrad. The size of the strobe frame increases as the target approaches the carrier.

В ЗУ 16 происходит перезапись изображения цели по мере приближения ее к носителю.In the memory 16, the image of the target is overwritten as it approaches the carrier.

Перезапись изображения производиться, если функция качества (ток фотокатода принимающей трубки ОЭСС) уменьшается ниже заданной границы (фиг.4). По величине и форме сигнала U=f(l) судят о коэффициенте пропускания атмосферы и оптики, и о наличии и величине шумов. По этой зависимости производят настройку и приемку изготовленных автоматов сопровождения.Image rewriting is performed if the quality function (photocathode current of the receiving OECS tube) decreases below a predetermined boundary (Fig. 4). By the magnitude and shape of the signal, U = f (l) judges the transmittance of the atmosphere and optics, and the presence and magnitude of the noise. This dependence is used to configure and accept manufactured tracking machines.

Вычислительное устройство ВУ 16 может быть 3-х типов:The computing device VU 16 can be of 3 types:

- устройство, обеспечивающее слежение (решение) за малоразмерными точечными целями;- a device that provides tracking (solution) for small-sized point targets;

- слежение за одним из краев площади цели;- tracking one of the edges of the target area;

- слежение за геометрическим центром проекции цели.- tracking the geometric center of the projection target.

Часто используются также устройства, обеспечивающие на первом этапе слежение за точечной целью с последующим переходом на слежение за геометрическим центром площади проекции цели. Наибольшее распространение в решающих устройствах третьего вида, обеспечивающих слежение за геометрическим центром, получили амплитудный, логический и корреляционный методы обработки видеосигнала.Often, devices are also used that provide, at the first stage, tracking a point target with a subsequent transition to tracking the geometric center of the target projection area. The most widespread in third-type solvers, providing tracking of the geometric center, are the amplitude, logical, and correlation methods for processing the video signal.

При амплитудном логическом методе видеосигнал представляет собой напряжение, пропорциональное только разности между яркостью цели и яркостью прилегающего к объекту участка фона. Для получения такого сигнала используется метод обращения к среднему уровню фона (средней яркости), пропорционально которому вырабатывается опорное напряжение.In the amplitude logical method, the video signal is a voltage proportional only to the difference between the brightness of the target and the brightness of the background section adjacent to the object. To obtain such a signal, the method of accessing the average level of the background (average brightness) is used, in proportion to which the reference voltage is generated.

Этот метод эффективен, если сопровождаемая цель наблюдается на сравнительно равномерном фоне (к примеру, самолет на чистом небе).This method is effective if the target being followed is observed against a relatively uniform background (for example, an airplane in clear sky).

Если же цель находится на сложном фоне, этот метод дает большие ошибки. С приближением цели к носителю размер ее на фотокатоде передающей трубки будет увеличиваться, поэтому уменьшается крутизна пеленгационной характеристики пеленгатора (зависимость напряжения рассогласования от угла отклонения цели от линии визирования), что приводит к уменьшению чувствительности по угловым отклонениям. Этих недостатков лишен корреляционный метод обработки видеосигнала.If the target is on a difficult background, this method gives big errors. As the target approaches the carrier, its size on the photocathode of the transmitting tube will increase, therefore, the steepness of the direction-finding characteristic of the direction finder (dependence of the mismatch voltage on the angle of deviation of the target from the line of sight) decreases, which leads to a decrease in sensitivity by angular deviations. These disadvantages are deprived of the correlation method of video processing.

Измерение угловых координат цели корреляционными телевизионными системами производится на сравнении двух изображений (видеосигналов от них) одного и того же оптического сюжета: эталонного, полученного ранее и текущего, получаемого в процессе наведения ОЭСС.The angular coordinates of the target are measured by correlation television systems by comparing two images (video signals from them) of the same optical plot: a reference image obtained earlier and the current one obtained in the process of pointing the OESS.

Эталонное (заданное) изображение в виде видеосигнала характеризует требуемое положение наблюдаемой цели по отношению к полю зрения телевизионной камеры, а видеосигнал от текущего изображения характеризует истинное положение этой цели в поле зрения камеры.The reference (predetermined) image in the form of a video signal characterizes the desired position of the observed target with respect to the field of view of the television camera, and the video signal from the current image characterizes the true position of this target in the camera's field of view.

Сравнение видеосигналов от эталонного и текущего изображений путем определения их взаимно корреляционной функции позволяет установить отклонение текущего положения цели от требуемого. При значительных отклонениях взаимно корреляционная функция характеризуется выражением (при достаточно большой площади кадра Q)Comparison of video signals from the reference and current images by determining their cross-correlation function allows you to set the deviation of the current position of the target from the desired. With significant deviations, the cross-correlation function is characterized by the expression (for a sufficiently large frame area Q)

где l - расстояние на местности между двумя точками, в которых измеряются яркости (B₁ и В₂);where l is the distance on the ground between two points at which the brightness is measured (B ₁ and B ₂ );

В - яркость.In - brightness.

При малых значениях этого отклонения заданное и текущее изображения практически совпадают, и нормированная взаимно корреляционная функция определяется выражениемFor small values of this deviation, the given and current images practically coincide, and the normalized cross-correlation function is determined by the expression

В ОЭСС корреляционного типа информацией является относительное смещение текущего и эталонного изображений. Поэтому необходимо устранить влияние колебаний камеры на изображение цели путем стабилизации углового положения камеры.In the OECS of the correlation type, information is the relative displacement of the current and reference images. Therefore, it is necessary to eliminate the influence of camera vibrations on the target image by stabilizing the angular position of the camera.

К достоинствам ОЭСС корреляционного типа относится их способность обеспечить наведение на малоконтрастные хорошо замаскированные объекты. Недостатками их является их сложность.The advantages of the correlation-type OECS include their ability to provide guidance on low-contrast, well-disguised objects. Their disadvantages are their complexity.

Измерительная х_к, у_к и следящая х_с, у_с системы координат телевизионной системы сопровождения цели приведены на фиг.5.Measuring x _k , y _k and tracking x _s , y _s coordinate system of the television target tracking system are shown in Fig.5.

Нормированная корреляционная функция изображения имеет видThe normalized correlation function of the image has the form

где W(B₁, B₂) - двумерная плотность вероятности яркости;where W (B ₁ , B ₂ ) is the two-dimensional density probability of brightness;

l - расстояние на местности между точками, в которых измеряются яркости B₁ и В₂.l is the distance on the ground between the points at which the brightness of B ₁ and B ₂ is measured.

При сопровождении визируемого объекта оптической (телевизионной) системой возможны два варианта начала работы:When accompanying the sighted object with an optical (television) system, two options for starting work are possible:

1) наблюдаемая цель имеет определенную форму. Из запоминающего устройства выбирается соответствующий эталон изображения;1) the observed target has a certain shape. An appropriate image standard is selected from the storage device;

2) наблюдаемая цель находится на большом удалении и является точечной координатой.2) the observed target is at a great distance and is a point coordinate.

Эталон - самая малая рамка строба с точкой в качестве цели. Изображение цели и строба на экране ТА 12 приведены на фиг.6, гдеThe standard is the smallest strobe frame with a dot as the target. The image of the target and strobe on the screen TA 12 are shown in Fig.6, where

27 - изображение объекта при большой дальности Д≥8 км;27 - image of the object at a long range D≥8 km;

28 - изображение строба.28 is an image of a strobe.

Рассмотрим работу для второго этапа работы. Изображение объекта и строба на экране телевизионного автомата при дальности Д менее 5 км приведены на фиг.7, причем фрагменты а), б), в), г), д), изображающие строб и цель, расположены с учетом приближения цели к пеленгатору так, что дальность от пеленгатора до цели на фрагменте а) больше дальности от пеленгатора до цели, чем на фрагменте б) и т.д., то есть Д_а>Д_б>Д_с>Д_г>Д_г.Consider the work for the second stage of work. The image of the object and the strobe on the screen of the television with a range of D less than 5 km is shown in Fig. 7, and fragments a), b), c), d), e) depicting the strobe and the target are located taking into account the approximation of the target to the direction finder so that the range from the direction finder to the target on fragment a) is greater than the distance from the direction finder to the target than on fragment b), etc., that is, D _a > D _b > D _c > D _g > D _g .

В процессе сопровождения при приближении цели будет выявляться его конфигурация. Тогда автоматически будет осуществляться перезапись эталона. При увеличении размеров визируемой цели автоматически возрастет размер обрамляющей рамки строба. Наиболее сложную работу электронно-оптическая система выполняет при выборе и захвате на автосопровождение цели. Заложенные в память алгоритмы распознавания носят интеллектуальный характер.In the process of tracking, as the target approaches, its configuration will be revealed. Then the standard will be overwritten automatically. When increasing the size of the sighted target, the size of the framing frame of the strobe will automatically increase. The most complex work the electron-optical system performs when selecting and capturing the target for auto tracking. Recognized algorithms stored in memory are intellectual in nature.

Сигнал с выхода телевизионного автомата после преобразования во втором преобразователе координат 13 поступает на вход настраиваемого второго корректирующего фильтра БК2 14. Фильтр обеспечивает устойчивость и подавление резонансной частоты и помех в контуре точного отсчета оптической системы сопровождения и построен на базе (α,β)-фильтра с тем отличием, что коэффициенты фильтра являются функцией скорости и ускорения входной координаты.The signal from the output of the television automaton after conversion in the second coordinate converter 13 is fed to the input of the adjustable second correction filter BK2 14. The filter provides stability and suppression of the resonant frequency and interference in the exact reference circuit of the optical tracking system and is based on an (α, β) filter with the difference is that the filter coefficients are a function of the speed and acceleration of the input coordinate.

Управляющим сигналом для расчета переменных коэффициентов к1 и к2 УПКУ1 20 и УПКУ2 26 настраиваемого корректирующего фильтра БК2 14 является резонансная частота фильтра, которая, в свою очередь, рассчитывается по ряду точек скоростного режима работы.The control signal for calculating the variable coefficients k1 and k2 UPKU1 20 and UPKU2 26 of the adjustable correction filter BK2 14 is the resonant frequency of the filter, which, in turn, is calculated from a number of points of the high-speed operation mode.

Методика формирования переменных коэффициентов к1 и к2 сводится к следующему. Назначаются крайние значения коэффициентов к1 и к2 настраиваемого корректирующего фильтра БК2 14, по которым определяются крайние резонансные частоты (α,β)-фильтра, соответствующие минимально-нулевой и максимальной скоростям входного воздействия arctg, которые для конкретного объекта управления обеспечивают в системе требуемое подавление помех на малых скоростях и допустимую ошибку слежения на высоких скоростях. Далее назначаются ряд пар коэффициентов к1 и к2 и соответствующие им резонансные частоты в назначенном интервале и определяются допустимые скорости входного воздействия arctg, например, по модели системы в пакете MatLab ([14] Ануфриев И.Е. Самоучитель MatLad 5.3/6.х - С-Пб.: БХВ-Петербург, 2003. - 736 с.: ил.). Для определенности назначим совместно с крайними резонансными частотами пять точек отсчета и получим точки функции ω_pi=f(ω_вxi), i=1, 2, …, 5. Назначим функцию связи f(ω_вхi) в виде полинома. Если принять x_i=ω_вхi, y_i=ω_pi, то получаем систему уравнений для расчета коэффициентов полинома A₀, A₁, …, А₄ The method of forming variable coefficients k1 and k2 is as follows. The extreme values of the coefficients k1 and k2 of the adjustable correction filter BK2 14 are assigned, by which the extreme resonant frequencies of the (α, β) filter are determined, which correspond to the minimum-zero and maximum input impact velocities arctg, which for a particular control object provide the required noise suppression in the system low speeds and permissible tracking error at high speeds. Next, a series of pairs of coefficients k1 and k2 and the corresponding resonant frequencies in the assigned interval are assigned and the admissible input influences arctg are determined, for example, according to the model of the system in the MatLab package ([14] IE Anufriev Self-taught MatLad 5.3 / 6.x - C -Pb .: BHV-Petersburg, 2003 .-- 736 p.: Ill.). For definiteness, we will assign five reference points together with the extreme resonant frequencies and obtain the points of the function ω _pi = f (ω _Вxi ), i = 1, 2, ..., 5. Assign the communication function f (ω _Вхi ) in the form of a polynomial. If we take x _i = ω _вi , y _i = ω _pi , then we get a system of equations for calculating the coefficients of the polynomial A ₀ , A ₁ , ..., A ₄

Однако одной скорости входного воздействия arctg недостаточно для формирования переменных коэффициентов к1 и к2, поскольку требуется достижение точности слежения при гармонических маневрах объекта. Поэтому вторым входным аргументом для получения ω_р будет являться угловое ускорение х=(ω_вх+k_ε·f_ε(ε_вх)). Коэффициент к_ε и функция f_ε(ε_bx) подбираются из условия минимальной ошибки отработки гармонического воздействия на доминирующей частоте (ω=(0.8-1.2) с^-1) в диапазонах малых (порядка 0.02-0.03 радиана) и больших (порядка 0.25-0.35 радиана) амплитуд.However, the input action velocity arctg alone is not enough for the formation of variable coefficients k1 and k2, since it is necessary to achieve tracking accuracy during harmonic maneuvers of the object. Therefore, the second input argument for obtaining ω _p will be the angular acceleration x = (ω _in + k _ε · f _ε (ε _in )). The coefficient to _ε and the function f _ε (ε _bx ) are selected from the condition of the minimum error of working out the harmonic effect at the dominant frequency (ω = (0.8-1.2) s ^-1 ) in the ranges of small (of the order of 0.02-0.03 radians) and large (of the order of 0.25- 0.35 radian) amplitudes.

Собственно коэффициенты к1 и к2 по полученной частоте ω_р рассчитываются известным способом, приведенным ниже.Actually, the coefficients k1 and k2 from the obtained frequency ω _{p are} calculated in a known manner below.

Передаточная функция (ПФ) (α,β)-фильтра имеет видThe transfer function (PF) of the (α, β) filter has the form

где T - период дискретности системы, a=ξ/τ,

where T is the period of discreteness of the system, a = ξ / τ,

откуда при ξ=0.7 получаем упрощенное значение а≈ω_р.whence at ξ = 0.7 we obtain a simplified value a≈ω _p .

Из (9) получаем:

From (9) we obtain:

Таким образом, по (11) и (12) при известном Т, назначенной ξ=0.7 (например) и полученной ω_р формируются переменные коэффициенты к1 и к2 настраиваемого фильтра (БК2) 14.Thus, according to (11) and (12), at a known T assigned ξ = 0.7 (for example) and obtained ω _p , variable coefficients k1 and k2 of a tunable filter (BK2) 14 are formed.

Для устойчивой работы телевизионного автомата ТА 12 в условиях эксплуатации координата строба φ_стр с одного из выходов вычислительного устройства ВУ 17 подается в устройство обработки видеосигнала оптического пеленгатора 2, в котором происходит сравнение задающей координаты строба и текущей координаты строба с выхода вычислительного устройства ВУ 17. После сравнения текущей и задающей координаты строба из сигнала управления исключаются импульсные (кратковременные) сигналы помех, значительно превышающие по уровню сигналы управления, поступающие на входы телевизионного автомата и видеоконтрольного устройства. Такая логика формирования управляющего воздействия на ТА 12 позволяет исключить пропадание цели на экране ВКУ и соответственно уменьшает вероятность срыва автосопровождения цели, обусловленное появлением случайных помех в сигнале управления точного канала оптической системы управления.For stable operation of the TA 12 automatic television machine in operating conditions, the strobe coordinate φ _p from one of the outputs of the computing device VU 17 is fed to the video signal processing device of the optical direction finder 2, in which the reference coordinate of the strobe and the current coordinate of the strobe from the output of the computing device VU 17 are compared. After comparing the current and setting the coordinates of the strobe from the control signal excludes pulsed (short-term) interference signals that significantly exceed the level of control signals, p stepping on the input automaton and a television monitor device. This logic of the formation of the control action on the TA 12 makes it possible to eliminate the disappearance of the target on the VKU screen and, accordingly, reduces the probability of failure of the target auto tracking caused by the occurrence of random noise in the control signal of the exact channel of the optical control system.

Таким образом, в предлагаемой системе сопровождения подвижных объектов обеспечивается плавное без скачков и колебаний переключение структур за счет использования единого блока коррекции БК1 10 и устройства наведения и стабилизации УНС 7. Повышается устойчивость сопровождения объекта за счет обеспечения возможности перехода сопровождения с локационного режима в оптический и обратно. Повышается надежность работы системы сопровождения, так как из оптической системы исключается блок коррекции. Локационный и грубый контур оптической системы имеют одинаковые динамические характеристики, что упрощает настройку и отладку систем в процессе эксплуатации. Сдача и отладка систем проводится по одинаковой методике с единым контрольно-измерительным оборудованием. Кроме того, обеспечено дополнительное увеличение точности работы оптической системы сопровождения введением точного контура слежения с использование телевизионного автомата.Thus, in the proposed tracking system for moving objects, a smooth switching of structures is guaranteed without jumps and hesitations through the use of a single correction unit BK1 10 and a guidance and stabilization device ONS 7. The stability of tracking an object is enhanced by providing the possibility of switching tracking from a location mode to optical and vice versa . The reliability of the tracking system increases, since the correction block is excluded from the optical system. The location and rough contour of the optical system have the same dynamic characteristics, which simplifies the setup and debugging of systems during operation. Delivery and debugging of systems is carried out according to the same methodology with a single instrumentation. In addition, an additional increase in the accuracy of the optical tracking system is provided by the introduction of an accurate tracking loop using a television machine.

Источники информацииInformation sources

1. Барсуков Ф.И., Величкин А.И., Сухарев А.Д. Телевизионные системы летательных аппаратов. - М., Советское радио, 1979. - 256 с., аналог.1. Barsukov F.I., Velichkin A.I., Sukharev A.D. Television systems of aircraft. - M., Soviet Radio, 1979. - 256 p., Analog.

2. Грязин Г.Н. Оптико-электронные системы для обзора пространства: Системы телевидения. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отд., 1988. - 224 с.2. Gryazin G.N. Optoelectronic systems for space viewing: Television systems. - L .: Engineering, Leningrad Dep., 1988. - 224 p.

3. Цибулевский И.Е. Человек как звено следящей системы. - М., Наука, 1981. - 288 с., аналог.3. Tsibulevsky I.E. Man as a link in the tracking system. - M., Nauka, 1981. - 288 p., Analogue.

4. Динамика следящих приводов. / Под ред. Л.В.Рабиновича.- М.: Машиностроение, 1982. - 496 с., стр.132, рис.2.26, аналог.4. The dynamics of servo drives. / Ed. L.V. Rabinovich.- M.: Mechanical Engineering, 1982.- 496 p., P. 132, Fig. 2.26, analogue.

5. Радиолокационные устройства. / Под ред. В.В.Григорина-Рябова. - М.: Советское радио, 1970. - 680 с., стр.570, рис 21.12, аналог.5. Radar devices. / Ed. V.V. Grigorina-Ryabova. - M.: Soviet Radio, 1970. - 680 p., P. 570, Fig. 21.12, analogue.

6. Патент РФ на изобретение №2321020, МПК G01S 13/66, 2008 г., прототип.6. RF patent for the invention No. 2321020, IPC G01S 13/66, 2008, prototype.

7. Максимов М.В., Горгонов Г.И. Радиоэлектронные системы самонаведения. - М., Радио и связь, 1982. - 304 с.7. Maximov M.V., Gorgonov G.I. Electronic homing systems. - M., Radio and communications, 1982. - 304 p.

8. Тетельбаум И.И., Шнейдер Ю.Р. 400 схем для АВМ. - М., Энергия, 1978. - 246 с., ил.8. Tetelbaum II, Schneider Yu.R. 400 schemes for AVM. - M., Energy, 1978.- 246 p., Ill.

9. Павлов В.В. Управляющие устройства логического типа. - М., Энергия, 1968.9. Pavlov V.V. Logical type control devices. - M., Energy, 1968.

10. Ривкин С.С. Стабилизация измерительных устройств на качающемся основании. - М., Наука, 1978. - 320 с., ил.10. Rivkin S.S. Stabilization of measuring devices on a swinging base. - M., Nauka, 1978.- 320 p., Ill.

11. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. - М., Энергоиздат, 1981. - 576 с.11. Chilikin M.G., Sandler A.S. General course of electric drive. - M., Energy Publishing House, 1981. - 576 p.

12. Бессекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. - М., Наука, 1973. - 768 с.12. Bessekersky V.A., Popov E.P. Theory of automatic control systems. - M., Science, 1973.- 768 p.

13. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. - С-Пб.: КОРОНА принт, 2001. - 320 с.13. German-Galkin S.G. Computer Simulation of Semiconductor Systems in MATLAB 6.0: A Training Manual. - St. Petersburg .: CROWN print, 2001 .-- 320 p.

14. Ануфриев И.Е. Самоучитель MatLad 5.3/6.х - С-Пб.: БХВ-Петербург, 2003. - 736 с., ил.14. Anufriev I.E. Tutorial MatLad 5.3 / 6.x - St. Petersburg .: BHV-Petersburg, 2003 .-- 736 p., Ill.

15. Чернов В.Г. Устройства ввода вывода аналоговой информации для цифровых систем сбора и обработки данных. - М., Машиностроение, 1988. - 184 с.15. Chernov V.G. Analog input output devices for digital data acquisition and processing systems. - M., Engineering, 1988 .-- 184 p.

16. Руководство пользователя по сигнальным микропроцессорам семейства ADSP 2100. / Пер. с англ. О.В.Луневой; под ред. А.Д.Викторова, С-Пб. Гос. ун-т. - С-Пб., 1997. - 520 с.16. User Guide for signal microprocessors of the ADSP 2100 family. / Per. from English O.V. Luneva; under the editorship of A.D. Viktorova, St. Petersburg. Gos. un-t - St. Petersburg., 1997 .-- 520 p.

Claims

1. A tracking system for moving objects, containing a location and optical-electronic direction finders, the first outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the moderator, designed to ensure the transition of tracking of moving objects from the location mode to the optical, and vice versa, the first and second switches, whose control inputs are connected respectively to the first and second outputs of the mode logic generator, the first coordinate converter from an unstabilized coordinate system at stabilized, guidance and stabilization device, including a serially connected converter of stabilized coordinates to unstabilized and a guidance and stabilization drive, while the location and optical-electronic direction finders are mechanically connected to each other and kinematically connected with the output of the guidance and stabilization device, characterized in that in addition, the first correction unit and the first adder, the series-connected television machine, are additionally introduced in series A second converter of unstabilized coordinates to stabilized coordinates and a second correction unit, as well as a large-scale amplifier, the output of which is connected to the first input of the first switch, while the second output of the optoelectronic direction finder is connected to the input of the large-scale amplifier and the input of the television automaton, the second output of which is connected to the optical input electronic direction finder, the second output of the location-finding direction finder is connected to the second input of the first switch, the output of which is connected to the input of the first converter abilizirovannyh coordinates in the stabilized output connected to the input of the first correction unit, the second switch input coupled to an output of the second correction unit, and an output - to a second input of the first adder, whose output is connected to an input device guidance and stabilization.

2. The system according to claim 1, characterized in that the television machine contains a serially connected driver, a computing device and an electronic actuator, the output of which is connected to the second input of the driver, and the input of the television is the first input of the driver, and the first and second outputs - respectively, the output of the electronic actuator and the second output of the computing device.

3. The system according to claim 1, characterized in that the second correction unit contains a series-connected comparison unit, a first amplifier with a variable gain, a first integrator, a second adder, a second integrator, a third adder and a discrete conversion operator, as well as a second amplifier with a variable gain, the input of which is connected to the output of the comparison unit, and the output to the second input of the second adder, the output of the first integrator is connected to the second input of the third adder, and the output of the discrete pre education - with the second input of the comparison unit, and the input of the second correction unit is the first input of the comparison unit, and the output is the output of the second integrator.