RU2514606C2 - Method of generating control commands on rocket rotating on banking angle, rocket control system, method of measuring banking angle on rocket, gyroscopic device for measuring banking angle, method of generating sine and cosine signals on rocket rotating on banking angle, and sine-cosine rocket control system generator - Google Patents
Method of generating control commands on rocket rotating on banking angle, rocket control system, method of measuring banking angle on rocket, gyroscopic device for measuring banking angle, method of generating sine and cosine signals on rocket rotating on banking angle, and sine-cosine rocket control system generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2514606C2 RU2514606C2 RU2012130583/11A RU2012130583A RU2514606C2 RU 2514606 C2 RU2514606 C2 RU 2514606C2 RU 2012130583/11 A RU2012130583/11 A RU 2012130583/11A RU 2012130583 A RU2012130583 A RU 2012130583A RU 2514606 C2 RU2514606 C2 RU 2514606C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rocket
- cosine
- inputs
- sine
- signals
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемая группа изобретений относится к области вооружения, а именно к способу и системам управления ракетами, вращающимися по углу крена.The proposed group of inventions relates to the field of armament, and in particular to a method and systems for controlling missiles rotating along a roll angle.
Известны способ формирования команд управления на ракете, вращающейся по углу крена, и система управления ракетой [Патент России №2351875 от 10.04.09 г., МКИ8 F42B 15/01], выбранные в качестве прототипа. Способ формирования команд управления на ракете, вращающейся по углу крена, включающий декодирование принимаемых сигналов по курсу и тангажу, измерение и интегрирование скорости вращения ракеты по углу крена, при достижении которой заданной величины формируют устанавливающие импульсы, считаемое количество которых представляет собой 4-разрядное двоичное число, логические уровни которого преобразуют в импульсные сигналы, которыми из декодированных принимаемых сигналов формируют команды управления ракетой по курсу и тангажу в виде 16-ступечатой аппроксимации синусоиды и косинусоиды с амплитудами, соответствующими величинам декодированных сигналов, и периодом повторения, равным периоду вращения ракеты.A known method of forming control commands on a rocket rotating in roll angle, and a missile control system [Russian Patent No. 2351875 of 04/10/09, MKI 8 F42B 15/01], selected as a prototype. A method for generating control commands on a rocket rotating in a roll angle, including decoding received signals at a heading and pitch, measuring and integrating the speed of rotation of a rocket in a roll angle, when it reaches a predetermined value, setting pulses are generated, the counted number of which is a 4-bit binary number , the logical levels of which are converted into pulsed signals, which from the decoded received signals form missile control commands at the rate and pitch in the form of 16-s upechatoy approximation to sine and cosine amplitudes corresponding to the values of the decoded signals, and a repetition period equal to the period of rotation of the missile.
Известная система управления ракетой, использующая этот способ, содержит последовательно соединенные приемник и аппаратуру разделения каналов и декодирования по курсу и тангажу, а также датчик угловой скорости, соединенный с интегрирующим входом сбрасываемого интегратора, задающий вход которого подключен к задатчику углового интервала, устройство установки в исходное состояние соединено со входами установки в исходное состояние сбрасываемого интегратора и синус-косинусного преобразователя, счетный вход которого соединен с выходом сбрасываемого интегратора, выходы аппаратуры разделения каналов и декодирования по курсу и тангажу соединены соответственно с курсовым и тангажным входами синус-косинусного преобразователя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами рулевого привода.A well-known missile control system using this method contains a receiver and channel separation and decoding equipment in line with the course and pitch, as well as an angular velocity sensor connected to the integrating input of the reset integrator, the input of which is connected to the angular interval adjuster, the initial installation device the state is connected to the installation inputs in the initial state of the resettable integrator and sine-cosine converter, the counting input of which is connected to the output resettable integrator, the outputs of the equipment for channel separation and decoding along the course and pitch are connected respectively to the directional and pitch inputs of the sine-cosine converter, the first and second outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the steering gear.
Далее по тексту последовательно соединенные приемник и аппаратура разделения каналов и декодирования по курсу и тангажу названы приемным трактом ["Основы радиоуправления" под ред. В.А.Вейцеля и Типугина В.Н. "Сов. радио", 1973 г., стр.247, рис.4.28]. Кроме того, как следует из описания известной системы управления (например, см. фиг.2 и 3), синус-косинусный преобразователь при постоянной величине декодированных сигналов по курсу Z и тангажу Y (частный случай) выполняет (в том числе) функцию синус-косинусного формирователя, которая используется в заявленном техническом решении.Further along the text, the receiver and the equipment for channel separation and decoding at the heading and pitch are connected in series with the receiving path [Radio Control Basics, ed. V.A. Weitel and Tipugina V.N. "Sov. Radio", 1973, p. 247, Fig. 4.28]. In addition, as follows from the description of the known control system (for example, see FIGS. 2 and 3), a sine-cosine converter with a constant value of decoded signals at the Z rate and Y pitch (special case) performs (including) the function of the sine cosine shaper, which is used in the claimed technical solution.
Как следует из изложенного выше, известные способ формирования команд управления на ракете, вращающейся по углу крена, и система управления ракетой используют триггерные функции: счет количества импульсов с угловым интервалом следования 22,5°. При счете количества импульсов осуществляют их суммирование, в том числе и при изменении направления вращения ракеты по углу крена на противоположное.As follows from the above, the known method of forming control commands on a rocket rotating in roll angle, and the missile control system use trigger functions: counting the number of pulses with an angular interval of 22.5 °. When counting the number of pulses, they are summed, including when the direction of rotation of the rocket changes along the roll angle to the opposite.
Следовательно, недостатком известных способов формирования команд управления на ракете, вращающейся по углу крена, и системы управления ракетой является формирование ложных (дополнительных) импульсов при изменении направления вращения ракеты по крену, что не соответствует величине угла крена ракеты, а значит, ограничивает область применения, снижая эффективность управления ракетой.Consequently, the disadvantage of the known methods for generating control commands on a rocket rotating along the angle of heel and the missile control system is the formation of false (additional) pulses when the direction of rotation of the rocket rolls, which does not correspond to the angle of heel of the rocket, and therefore limits the scope of application, reducing the effectiveness of rocket control.
Известные способ формирования линеаризированного сигнала и линеаризатор сигнала для его осуществления [Патент России №2282129 от 20.08.06 г., МКИ7 F41G 7/00] являются совместно с датчиком угла крена по выполняемой функции соответственно способом измерения угла крена на ракете, вращающейся по углу крена, и гироскопическим измерителем угла крена его реализующим, которые выбраны в качестве прототипа. В известном способе измерения угла крена на ракете, вращающейся по углу крена, с помощью гироскопического датчика угла крена формируют в каждый креновый период первую и вторую последовательности с нулевыми и единичными логическими уровнями, длительности которых равны угловому интервалу 180° и сдвинуты относительно друг друга на 90°, из которых формируют интервалы, соответствующие одной четверти кренового периода, измеряют во времени длительность текущего временного интервала, по которой выставляют величину размаха линеаризированного сигнала, соответствующую последующему временному интервалу, текущая величина которого в каждой четверти кренового периода (квадранте) соответствует величине угла крена ракеты.The known method of generating a linearized signal and a signal linearizer for its implementation [Russian Patent No. 2282129 of 08/20/06, MKI 7 F41G 7/00] are, together with the roll angle sensor according to the function performed, respectively, the method for measuring the roll angle on a rocket rotating in angle roll, and a gyroscopic measuring angle of the roll angle realizing it, which are selected as a prototype. In the known method for measuring the angle of heel on a rocket rotating along the angle of heel, using the gyroscopic sensor of the angle of heel, the first and second sequences are formed in each roll period with zero and single logical levels, the durations of which are equal to the angular interval of 180 ° and are shifted by 90 °, from which the intervals corresponding to one quarter of the bank period are formed, the duration of the current time interval is measured in time, over which the magnitude of the amplitude of the linearized with igna corresponding to the subsequent time interval, the current value of which in each quarter of the roll period (quadrant) corresponds to the roll angle of the rocket.
Известный гироскопический измеритель угла крена ракеты, использующий этот способ (см. описание Патента России №2282129 от 20.08.06 г.), содержит гироскоп с двумя парами светодиод-фотодиод, в каждой из которых светодиод и фотодиод разделяют непрозрачным растром с прозрачной по окружности прорезью, длительностью, равной половине длины окружности, при этом центр растра закреплен на оси гироскопа, а первая и вторая пары светодиод-фотодиод установлены на корпусе гироскопа и сдвинуты относительно друг друга на 90°, выходы фотодиодов из первой и второй пары соединены соответственно с первым и вторым нагрузочными резисторами, а также с входами соответственно первого и второго пороговых устройств, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами логической схемы исключающее ИЛИ, выход которой соединен с входом линеаризатора сигнала.The known gyroscopic rocket roll angle meter using this method (see the description of Russian Patent No. 2282129 of 08/20/06) contains a gyroscope with two pairs of LED photodiode, in each of which the LED and photodiode are separated by an opaque raster with a transparent circle with a duration equal to half the circumference, while the center of the raster is fixed on the axis of the gyroscope, and the first and second pairs of LED photodiodes are mounted on the gyroscope housing and are 90 ° offset relative to each other, the outputs of the first and second photodiodes the pairs are connected respectively with the first and second load resistors, as well as with the inputs of the first and second threshold devices, respectively, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the logic circuit exclusive OR, the output of which is connected to the input of the signal linearizer.
Недостатком известных способа измерения угла крена ракеты и гироскопического измерителя угла крена ракеты, его реализующим, является то, что сигнал величины угла крена ракеты формируют с учетом длительности предыдущей четверти крена, при котором образуется ошибка при изменении угловой скорости вращения ракеты по крену, что снижает точность измерения величины угла крена. Кроме того, известное техническое решение не функционирует при изменении направления вращения ракеты по углу крена, т.к. линеаризация сигнала производится по текущему времени, которое при изменении направления вращения не может изменить свой ход на обратный. Перечисленные выше недостатки снижают эффективность управления ракетой.A disadvantage of the known method for measuring the angle of heel of the rocket and the gyroscopic angle meter of the angle of heel of the rocket, which realizes it, is that the signal of the angle of heel of the rocket is formed taking into account the duration of the previous quarter of the heel, at which an error is formed when the angular velocity of rotation of the rocket roll, which reduces accuracy measuring the angle of heel. In addition, the known technical solution does not work when changing the direction of rotation of the rocket along the angle of heel, because The signal is linearized according to the current time, which, when the direction of rotation is changed, cannot reverse its course. The above disadvantages reduce the effectiveness of missile control.
Известны способ преобразования импульсов на ракете, вращающейся по углу крена, для формирования команд управления на ней и синус-косинусный преобразователь системы управления ракетой, вращающейся по углу крена [Патент России №2351875 от 10.04.09 г., МКИ8 F42G 7/00], которые выбраны в качестве прототипа. Способ преобразования импульсов на ракете, вращающейся по углу крена, для преобразования команд управления на ней (с учетом описания), заключающийся в том, что осуществляют подсчет количества импульсов и формирование из них двоичного числа, изменяемого от 0 до 15 на угловом интервале 0°-360°, из логических уровней первого и третьего разрядов двоичного числа формируют первые импульсы, а из второго и третьего - вторые импульсы, которыми коммутируют команду управления ракеты по курсу с периодом повторения коэффициентов передачи 0,2; 0,56; 0,83; 0,98; 0,98; 0,83; 0,56 и 0,2, а по тангажу - 0,98; 0,83; 0,56; 0,2; 0,2; 0,56; 0,83 и 0,98, соответствующие угловым интервалам 0°-180°, 180°-360°, при этом соответствующим логическим уровнем четвертого разряда двоичного числа инвертируют в угловых интервалах 180°-360° команду управления ракеты по курсу, дополнительно из логических уровней третьего и четвертого разрядов двоичного числа формируют третьи импульсы, которые инвертируют в угловых интервалах 90°-270° команду управления ракеты по тангажу.A known method of converting pulses on a rocket rotating in roll angle to form control commands on it and a sine-cosine converter for controlling a rocket rotating in roll angle [Russian Patent No. 2351875 of 04/10/09, MKI 8 F42G 7/00] which are selected as a prototype. The method of converting pulses on a rocket rotating in a roll angle to convert control commands on it (taking into account the description), which consists in counting the number of pulses and forming a binary number from them, changing from 0 to 15 on an angular interval of 0 ° - 360 °, the first pulses are formed from the logical levels of the first and third digits of the binary number, and the second pulses are formed from the second and third pulses, which commute the rocket control command at the heading with a repetition period of the transmission factors of 0.2; 0.56; 0.83; 0.98; 0.98; 0.83; 0.56 and 0.2, and pitch - 0.98; 0.83; 0.56; 0.2; 0.2; 0.56; 0.83 and 0.98, corresponding to
Известный синус-косинусный преобразователь, реализующий способ преобразования импульсов на ракете, вращающейся по углу крена, для преобразования команд управления на ней содержит счетчик импульсов, первый и третий выходы которого соединены с первым и вторым входами первой логической схемы исключающее ИЛИ, а второй и третий выходы - с первым и вторым входами второй логической схемы исключающее ИЛИ, при этом выходы первой и второй схем исключающее ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами первого перемножителя, третий вход которого соединен с четвертым выходом счетчика импульсов, первый и второй входы второго перемножителя соединены с выходами первой и второй логических схем исключающее ИЛИ, при этом третий и четвертый выходы счетчика импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами третьей логической схемы исключающее ИЛИ, выход которой соединен с третьим входом второго перемножителя, причем входами синус-косинусного преобразователя являются вход установки в исходное состояние счетчика импульсов, курсовой вход первого перемножителя и тангажный вход второго перемножителя, а выходами - выходы первого и второго перемножителей.A well-known sine-cosine converter that implements a method of converting pulses on a rocket rotating in roll angle to convert control commands on it contains a pulse counter, the first and third outputs of which are connected to the first and second inputs of the first logic circuit exclusive OR, and the second and third outputs - exclusive OR, with the outputs of the first and second circuits exclusive OR connected to the first and second inputs of the second logic circuit respectively with the first and second inputs of the first multiplier, the third input to connected to the fourth output of the pulse counter, the first and second inputs of the second multiplier are connected to the outputs of the first and second logic circuits exclusive OR, while the third and fourth outputs of the pulse counter are connected respectively to the first and second inputs of the third logic circuit exclusive OR, the output of which is connected to the third input of the second multiplier, and the inputs of the sine-cosine converter are the input to the initial state of the pulse counter, the course input of the first multiplier and the tang zhny input of the second multiplier, and output - outputs of the first and second multipliers.
Как следует из известного технического решения, синус-косинусный преобразователь системы управления ракетой, вращающейся по углу крена, использует способ преобразования импульсов на ракете, при этом формируемые синусный и косинусный сигналы имеют амплитуды, равные величине декодированных сигналов, соответственно, по курсу и тангажу, т.е. модулируются по амплитуде. А при подаче вместо декодированных сигналов по курсу и тангажу на курсовой вход первого перемножителя и тангажный вход второго перемножителя, являющихся входами синус-косинусного преобразователя, например, напряжений от источника питания, на их синусном и косинусном выходах будут сигналы, аналогичные в заявленном техническом решении.As follows from the well-known technical solution, the sine-cosine converter of the rocket control system rotating along the angle of heel uses the method of converting pulses on the rocket, while the generated sine and cosine signals have amplitudes equal to the value of the decoded signals, respectively, in direction and pitch, t .e. modulated in amplitude. And when applying instead of decoded signals at the heading and pitch to the course input of the first multiplier and the pitch input of the second multiplier, which are inputs of the sine-cosine converter, for example, the voltage from the power source, there will be signals on their sine and cosine outputs that are similar in the claimed technical solution.
Таким образом, известный способ преобразования импульсов на ракете, вращающейся по углу крена, для формирования команд управления на ней также может выполнять функцию формирования синусного и косинусного сигналов. В соответствии с изложенным, способ преобразования импульсов на ракете, вращающейся по углу крена, для формирования команд управления на ней, далее назван способом формирования синусного и косинусного сигналов на ракете, вращающейся по углу крена, для формирования команд управления на ней. Аналогично и для синус-косинусного преобразователя названого синус-косинусным формирователем, что отмечалось ранее.Thus, the known method of converting pulses on a rocket rotating in a roll angle to generate control commands on it can also perform the function of generating sine and cosine signals. In accordance with the foregoing, a method of converting pulses on a rocket rotating along a roll angle to form control commands on it is hereinafter referred to as a method for generating sine and cosine signals on a rocket rotating along a roll angle to generate control commands on it. Similarly, for a sine-cosine converter called a sine-cosine shaper, as noted earlier.
Недостатком известных способа формирования синусного и косинусного сигналов на ракете, вращающейся по углу крена, для формирования команд управления на ней и синус-косинусного формирователя, его реализующего, является то, что считываемое количество импульсов далее преобразуют в импульсные сигналы, которыми осуществляют преобразование команд управления, которые при изменении направления вращения ракеты по углу крена формируются ложными. Ложные команды управления формируются также из-за дополнительных импульсов, которые возникают при дрожании растра, разделяющего светодиоды и фотодиоды границей раздела свет - тень, например, при воздействии на ракету вибраций. Это снижает эффективность управления.A disadvantage of the known method for generating sine and cosine signals on a rocket rotating in roll angle for generating control commands on it and a sine-cosine shaper that implements it is that the read-out number of pulses is then converted into pulse signals that convert control commands, which when changing the direction of rotation of the rocket along the angle of heel are formed false. False control commands are also generated due to additional pulses that occur when a raster shakes, separating the LEDs and photodiodes from the light-shadow interface, for example, when vibrations are applied to the rocket. This reduces management efficiency.
Задачей предлагаемой группы изобретений является обеспечение работоспособности при изменении направления вращения ракеты по углу крена, при повышении помехоустойчивости и точности, а в целом - повышение эффективности управления ракетой, вращающейся по углу крена.The objective of the proposed group of inventions is to ensure operability when changing the direction of rotation of the rocket along the angle of heel, while increasing noise immunity and accuracy, and in general - increasing the efficiency of controlling a rocket rotating along the angle of heel.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе формирования команд управления на ракете, вращающейся по углу крена, включающем декодирование принимаемых сигналов по курсу и тангажу и формирование двоичного числа, соответствующего величине угла крена ракеты, новым является то, что измеряют величину угла крена ракеты, формируемую в виде сигнала в n-разрядном коде Грея, который преобразуют в двоичное число, содержащее n-разрядов, логические уровни которого вырабатывают многоступенчатую аппроксимацию сигналов синусоиды и косинусоиды, формирующих из декодированных принимаемых сигналов команды управления ракетой соответственно по курсу и тангажу, при этом величину каждого дискретного значения в многоступенчатой аппроксимации сигналов синусоиды и косинусоиды образует соответствующая величина k-разрядного двоичного числа, а количество дискретных значений по углу в каждый период крена определяет величина n-разрядного двоичного числа, где n и k - заданные, требуемые количества разрядов в соответствующих двоичных числах.The problem is solved due to the fact that in the method of generating control commands on a rocket rotating in roll angle, including decoding received signals at the heading and pitch and generating a binary number corresponding to the roll angle of the rocket, it is new to measure the roll angle of the rocket formed as a signal in the n-bit Gray code, which is converted to a binary number containing n-bits, the logical levels of which produce a multi-stage approximation of the sine and cosine signals ides that form rocket control commands from decoded received signals, respectively, according to the course and pitch, while the value of each discrete value in the multistage approximation of the sine and cosine signals forms the corresponding value of the k-bit binary number, and the number of discrete values by angle in each roll period determines the value an n-bit binary number, where n and k are the given, required number of bits in the corresponding binary numbers.
Система управления на ракете, вращающейся по углу крена, реализующая этот способ, содержит приемный тракт, синус-косинусный формирователь и первый рулевой привод, новым является то, что она снабжена гироскопическим измерителем угла крена, логической схемой исключающее ИЛИ, преобразователем команд управления и вторым рулевым приводом, при этом курсовой и тангажные выходы приемного тракта соединены соответственно с первым и вторым входами преобразователя команд управления, адресные входы управления коммутациями синус-косинусного формирователя соединены с выходами соответственно d1… и dn-2 гироскопического измерителя угла крена, выход dn-1 которого соединен с адресным входом управления переключением синус-косинусного формирователя и первым входом логической схемы исключающее ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом dn гироскопического измерителя угла крена, косинусный цифровой сигнал с первого выхода синус-косинусного формирователя и его знаковый разряд с выхода логической схемы исключающее ИЛИ соединены с третьим входом преобразователя команд управления, четвертый вход которого соединен с синусным цифровым сигналом со второго выхода синус-косинусного формирователя и его знаковым разрядом с выхода dn гироскопического измерителя угла крена, пятый и шестой входы преобразователя команд управления соединены с выходами соответственно первого и второго рулевых приводов, входы которых соединены соответственно первым и вторым выходами преобразователя команд управления.The control system on a rocket rotating in a roll angle, implementing this method, contains a receiving path, a sine-cosine driver and a first steering gear, the new one is that it is equipped with a gyroscopic roll angle meter, an exclusive OR circuit, a control command converter and a second steering gear drive, while the course and pitch outputs of the receiving path are connected respectively to the first and second inputs of the control command converter, the address inputs of the commutation control of the sine-cosine form the levers are connected to the outputs d 1 ... and d n-2 of the gyroscopic roll angle meter, the output d n-1 of which is connected to the exclusive control input of the sine-cosine shaper and the first input of the logic circuit is exclusive OR, the second input of which is connected to the output d n a gyroscopic roll angle meter, a cosine digital signal from the first output of the sine-cosine shaper and its sign discharge from the output of the logic circuit exclusive OR are connected to the third input of the control command converter, four the first input of which is connected to a sine digital signal from the second output of the sine-cosine shaper and its sign discharge from the output d n of the gyroscopic roll angle meter, the fifth and sixth inputs of the converter of control commands are connected to the outputs of the first and second steering drives, the inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the control command converter.
В способе измерения угла крена ракеты, вращающейся по углу крена, включающем формирование гироскопическим датчиком угла крена в каждый креновый период первой и второй последовательностей логических уровней, длительности которых равны угловому интервалу 180°, новым является то, что формируют дополнительные последовательности логических уровней, начиная с третьей, в каждой из которых нулевые и единичные логические уровни имеют одинаковые длительности по угловой величине (φN), равные φN=360°/2N-1, где N=3, 4,…n - отсчеты дополнительных последовательностей логических уровней, при этом первую, вторую и дополнительные последовательности логических уровней образуют соответственно разряды qn, qn-1 и дополнительные qn-2, … и q1, формирующие число в n-разрядном коде Грея, причем во всех формируемых последовательностях логических уровней моменты переходов из нулевых уровней в единичные, ближайшие к величине угла крена ракеты, равной 0°, должны отставать по фазе от 0° на величину (A(φN), равную ΔφN=360°/2N, где N=1, 2, 3, … n - отсчетов последовательностей логических уровней, соответствующих qn, qn-1, qn-2, … и q1, которые преобразуют в двоичное n-разрядное число dn, dn-1 dn-2, ... и d1, соответствующее измеренной величине угла крена ракеты.In the method of measuring the angle of heel of a rocket rotating along the angle of heel, including the formation by the gyroscopic sensor of the angle of heel in each roll period of the first and second sequences of logical levels, the duration of which is equal to an angular interval of 180 °, it is new that additional sequences of logical levels are formed, starting with third, in each of which the zero and single logical levels have the same duration in angular magnitude (φ N ), equal to φ N = 360 ° / 2 N-1 , where N = 3, 4, ... n are counts of additional sequences of logical levels, while the first, second and additional sequences of logical levels are formed by the bits q n , q n-1 and additional q n-2 , ... and q 1 , respectively, forming a number in the n-bit Gray code, and in all generated sequences logical levels, the moments of transitions from zero levels to single ones, closest to the rocket roll angle of 0 °, should be phase in phase from 0 ° by (A (φ N ) equal to Δφ N = 360 ° / 2 N , where N = 1, 2, 3, ... n - samples of sequences of logical levels corresponding to q n , q n- 1 , q n-2 , ... and q 1 , which are converted into binary n-bit number d n , d n-1 d n-2 , ... and d 1 corresponding to the measured value of the angle of heel of the rocket.
Гироскопический измеритель угла крена системы управления ракетой, содержащий первую логическую схему исключающее ИЛИ и гироскопический датчик угла крена, включающий гироскоп, на оси внешней рамки которого закреплен непрозрачный растр с прозрачными по окружности участками, и две пары светодиод-фотодиод, разделяемые растром и размещенные на корпусе гироскопа, выходы фотодиодов из первой и второй пары соединены соответственно с первым и вторым нагрузочными резисторами, новым является то, что он снабжен дополнительно третьей и четвертой парами светодиод-фотодиод, размещенными на корпусе гироскопа и разделяемые растром, четырьмя пороговыми устройствами, второй и третьей логическими схемами исключающее ИЛИ, при этом выходы первого, второго, третьего и четвертого фотодиодов из соответствующих пар соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым пороговыми устройствами, выходы третьего и четвертого фотодиодов соединены соответственно с третьим и четвертым нагрузочными резисторами, причем выходы второго, третьего и четвертого пороговых устройств соединены с первыми входами соответственно первой, второй и третьей логических схем исключающее ИЛИ, при этом выход первого порогового устройства и второй вход первой логической схемы исключающее ИЛИ являются выходом четвертого (старшего разряда) двоичного числа гироскопического измерителя угла крена системы управления ракетой, выходом третьего разряда двоичного числа которого являются выход первой логической схемы исключающее ИЛИ и второй вход второй логической схемы исключающее ИЛИ, выход второй логической схемы исключающее ИЛИ и второй вход третьей логической схемы исключающее ИЛИ являются выходом второго разряда двоичного числа гироскопического измерителя угла крена системы управления ракетой, первым выходным разрядом двоичного числа которого является выход третьей логической схемы исключающее ИЛИ.A gyroscopic roll angle meter of the missile control system, containing the first logic circuit eliminating OR and a gyroscopic roll angle sensor, including a gyroscope, on the axis of the outer frame of which an opaque raster with sections transparent around the circumference is fixed, and two pairs of LED photodiodes separated by a raster and placed on the case a gyroscope, the outputs of the photodiodes from the first and second pairs are connected respectively to the first and second load resistors, the new is that it is equipped with an additional third and fourth pairs of LED-photodiode located on the gyroscope housing and separated by a raster, four threshold devices, the second and third logic circuits exclusive OR, while the outputs of the first, second, third and fourth photodiodes from the corresponding pairs are connected respectively to the first, second, third and fourth threshold devices, the outputs of the third and fourth photodiodes are connected respectively to the third and fourth load resistors, and the outputs of the second, third and fourth threshold devices are connected with the first inputs of the first, second and third logic circuits, exclusive OR, while the output of the first threshold device and the second input of the first logic circuit exclusive OR are the output of the fourth (senior level) binary number of the gyroscopic roll angle meter of the rocket control system, the output of the third bit of the binary number which is the output of the first logic circuit exclusive OR and the second input of the second logic circuit exclusive OR, the output of the second logic circuit exclusive OR and the second input The exclusive OR logic of the third logic circuit is the output of the second bit of the binary number of the gyroscopic roll angle meter of the missile control system, the first output of which binary number is the output of the third exclusive OR logic circuit.
В способе формирования синусного и косинусного сигналов на ракете, вращающейся по углу крена, для формирования команд управления на ней, включающем формирование двоичного числа в параллельном виде, изменяемого в угловом интервале крена ракеты 0°-360°, новым является то, что двоичное число в параллельном виде формируют в виде n-разрядного, из которого выделяют 1, … и n-2 разряды, логические уровни которых в каждом квадранте углового интервала, начиная с 0°, выставляют соответствующие дискретные величины сигналов нарастания и спада, определяемые k-разрядным двоичным числом в параллельном виде, при этом логическими уровнями n-1 разряда двоичного числа и его инвертированными значениями формируют порядок чередования следования сигналов нарастания и спада, в результате которого вырабатывают дискретные цифровые величины синусоиды и косинусоиды, в качестве знаковых разрядов которых используют соответственно n-й разряд двоичного числа и этот же разряд, сдвинутый на 90°, при этом величина дискретов синусоиды и косинусоиды по углу крена равна 360о/n, а порядок их следования в каждом квадранте определяет значения дискретных амплитуд Км в соответствии с выражениемIn the method of generating sine and cosine signals on a rocket rotating in a roll angle to generate control commands on it, including generating a binary number in parallel form that can be changed in the angular range of a rocket roll of 0 ° -360 °, it is new that the binary number in parallel form in the form of n-bit, from which 1, ... and n-2 bits are allocated, the logical levels of which in each quadrant of the angular interval, starting from 0 °, set the corresponding discrete values of the rise and fall signals, determined e a k-bit binary number in parallel form, while the logical levels of the n-1 bit of the binary number and its inverted values form the sequence of alternation of the rise and fall signals, as a result of which discrete digital values of the sine wave and cosine wave are generated, which are used as sign bits respectively n-th bit of the binary number and the same discharge is shifted by 90 °, wherein the magnitude of the discrete sine and cosine of the roll angle is 360 ° / n, and their sequence in each quad ante defines discrete amplitude values K m in accordance with the expression
где М=1, 2, … 2n-2 - отсчеты дискретных значений в порядке их следования для сигналов нарастания и обратный отсчет для сигналов спада.where M = 1, 2, ... 2 n-2 are samples of discrete values in the order of their sequence for rise signals and a countdown for fall signals.
Синус-косинусный формирователь системы управления ракетой, содержащий формирователи синусоиды и косинусоиды, новым является то, что он снабжен М задатчиками чисел и логической схемой НЕ, при этом выходы а1 а2,... и аk первого, б1 б2,... и бk второго, … и м1 м2, … и мk М-го задатчиков чисел соединены соответственно с входами коммутаций сигналов формирователей синусоиды и косинусоиды, выход логической схемы НЕ соединен с первыми входами управления переключениями формирователей соответственно синусоиды и косинусоиды, причем входы управления коммутациями формирователей синусоиды и косинусоиды являются адресными входами управления коммутациями d1 ... и dn-2 синус-косинусного формирователя системы управления ракетой, адресным входом управления переключением dn-1 которого являются вторые входы управления переключениями формирователей соответственно синусоиды и косинусоиды, а также вход логической схемы НЕ, цифровые выходы формирователей синусоиды и косинусоиды являются соответственно первым и вторым выходами синус-косинусного формирователя системы управления ракетой.The sine-cosine shaper of the rocket control system containing the shapers of the sine wave and cosine wave, the new one is that it is equipped with M number switches and a logic circuit NOT, with the outputs a 1 a 2 , ... and a k of the first, b 1 b 2 , ... and b k of the second, ... and m 1 of m 2 , ... and m k of the Mth number of generators are connected respectively to the switching inputs of the signal generators of the sine wave and cosine wave, the output of the logic circuit is NOT connected to the first inputs of the switching control of the shapers of the sinusoid and cosine wave, respectively , and the control inputs the commutators of the sine and cosine shapers are the address inputs of the switching control d 1 ... and d n-2 of the sine-cosine shaper of the rocket control system, the address of the switching control d d of which is the second inputs of the shaper switching control of the sine and cosine waves, respectively, and the input of the logic circuit is NOT, the digital outputs of the sine and cosine shapers are the first and second outputs of the sine-cosine shaper of the rocket control system, respectively.
При этом формирователь синусоиды выполнен в виде k мультиплексоров сигналов нарастания и первого переключателя сигналов, входы переключения А1 А2, … и Аk которого соединены с выходами соответственно первого, второго,... и k-го мультиплексоров сигналов нарастания, при этом первые а1 а2,... и аk , вторые б1 б2, … и бk, … и последние м1 м2, … и мk входы коммутаций сигналов из первого, второго, … и k-го мультиплексоров сигналов нарастания являются входами коммутаций формирователя синусоиды, входами управления коммутациями которого являются управляемые входы А1 … и Аn-2 первого, второго, … и k-го мультиплексоров сигналов нарастания, входы переключений В1, В2, … и Вk первого переключателя сигналов являются входами сигналов спада формирователя синусоиды, первый и второй входы управления переключениями которого являются соответственно входы управления А и В первого переключателя сигналов, а цифровым выходом формирователя синусоиды является цифровой выход первого переключателя сигналов.In this case, the sine wave shaper is made in the form of k slew signal multiplexers and a first signal switch, the switching inputs of which are A 1 A 2 , ... and A k of which are connected to the outputs of the first, second, ... and k-th slew multiplexers, while the first a 1 a 2 , ... and a k , the second b 1 b 2 , ... and b k , ... and the last m 1 m 2 , ... and m k inputs of signal switching from the first, second, ... and k-th signal multiplexers Rises are the switching inputs of the sinusoid shaper, the switching control inputs of which are control the inputs A 1 ... and A n-2 of the first, second, ... and k-th slew multiplexers, switching inputs B 1 , B 2 , ... and B k of the first signal switch are inputs of the decay signals of the sine wave shaper, the first and second control inputs whose switches are respectively the control inputs A and B of the first signal switch, and the digital output of the sine wave former is the digital output of the first signal switch.
Формирователь косинусоиды выполнен в виде k мультиплексоров сигналов спада и второго переключателя сигналов, входы переключения В1, В2, … и Вk которого соединены с выходами соответственно первого, второго,... и k-го мультиплексоров сигналов спада, при этом первые м1 м2,... и мk, предпоследние б1 б2, … и бk и последние а1 а2, … и аk входы коммутаций из первого, второго … и k-го мультиплексоров сигналов спада являются входами коммутаций формирователя косинусоиды, входами управления коммутациями которого являются управляемые входы А1, … и Аn-2 первого, второго, … и k-го мультиплексоров сигналов спада, входы переключений А1 А2, … и Аk второго переключателя сигналов являются входами сигналов нарастания формирователя косинусоиды, первый и второй входы управления переключениями которого являются соответственно входы управления В и А второго переключателя сигналов, а цифровым выходом формирователя косинусоиды является цифровой выход второго переключателя сигналов.The cosine shaper is made in the form of k decay signal multiplexers and a second signal switch, the switching inputs of which are B 1 , B 2 , ... and B k which are connected to the outputs of the first, second, ... and k-th decay signal multiplexers, while the first m 1 m 2 , ... and m k , the penultimate b 1 b 2 , ... and b k and the last a 1 a 2 , ... and a k the switching inputs from the first, second ... and k-th multiplexers of the decay signals are the switching inputs of the shaper cosine wave, the switching control inputs of which are the controlled inputs A 1 , ... and A n-2 the first, second, ... and k-th decay multiplexers, switching inputs A 1 A 2 , ... and A k of the second signal switch are inputs of the rise signals of the cosine shaper, the first and second switching control inputs of which are the control inputs B and A of the second switch, respectively signals, and the digital output of the cosine shaper is the digital output of the second signal switch.
Заявленный способ формирования команд управления на ракете, вращающейся по углу крена, реализуется следующим образом. Декодируют принимаемые сигналы управления ракетой по курсу "Z" и тангажу "Y". Кроме того, формируют на ракете двоичное число, соответствующее величине угла крена ракеты.The claimed method of forming control commands on a rocket rotating in a roll angle is implemented as follows. The received missile control signals are decoded at the "Z" rate and the "Y" pitch. In addition, a binary number is formed on the rocket corresponding to the roll angle of the rocket.
Измеряют, например, гироскопическим измерителем угла крена величину угла крена ракеты, формируемую в виде n-разрядного сигнала в коде Грея. Преобразуют n-разрядный сигнал в коде Грея в двоичное n-разрядное число, логические уровни которого формируют многоступенчатую аппроксимацию сигналов синусоиды и косинусоиды. Сигналы синусоиды и косинусоиды формируют из декодированных принимаемых сигналов команды управления ракетой соответственно по курсу "Z" и тангажу "Y"For example, the roll angle of a rocket, formed as an n-bit signal in the Gray code, is measured, for example, by a gyroscopic roll angle meter. The n-bit signal in the Gray code is converted into a binary n-bit number, the logical levels of which form a multi-stage approximation of the sine and cosine signals. Sine and cosine signals are generated from decoded received signals by missile control commands, respectively, at the heading "Z" and pitch "Y"
Величину каждого дискретного значения в многоступенчатой аппроксимации сигналов синусоиды и косинусоиды образует соответствующая величина k-разрядного двоичного числа, а количество дискретных значений по углу в каждый период крена определяет величина n-разрядного двоичного числа, где n и k - заданные, требуемые количества разрядов в соответствующих двоичных числах.The value of each discrete value in the multi-stage approximation of the sine and cosine signals is formed by the corresponding value of the k-bit binary number, and the number of discrete values by angle in each roll period determines the value of the n-bit binary number, where n and k are the specified, required number of bits in the corresponding binary numbers.
Таким образом, дискретные сигналы синусоиды и косинусоиды имеют постоянную (неизменяемую) амплитуду, при этом значения этих сигналов не зависят от направления вращения ракеты по углу крена. Кроме того, частота сигналов синусоиды и косинусоиды равна частоте вращения ракеты, которая может изменяться от нулевого значения (ракета не вращается) до максимально заданной.Thus, the discrete signals of the sinusoid and cosine have a constant (unchanged) amplitude, and the values of these signals do not depend on the direction of rotation of the rocket along the angle of heel. In addition, the frequency of the signals of the sinusoid and cosine is equal to the frequency of rotation of the rocket, which can vary from zero (the rocket does not rotate) to the maximum specified.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, приведенными на фиг.1, 2, 3, 4, 5 и 6. На фиг.1 представлена структурная электрическая схема системы управления ракетой, вращающейся по углу крена, где 1 - приемный тракт (ПТ); 2 - преобразователь команд управления (ПКУ); 3а и 3б - первый и второй рулевые приводы соответственно (РП1 и РП2); 4 - гироскопический измеритель угла крена (ГИУ); 5 - синус-косинусный формирователь (СКФ); 6 - логическая схема исключающее ИЛИ (ИСК); 7а, 7б, 7в и 7г - первый, второй, третий и четвертый блоки вычитания соответственно (БВ1, БВ2, БВ3 и БВ4); 8а, 8б, 8г и 8д - первый, второй, третий и четвертый сумматоры соответственно (C1, С2, С3 и С4); 9а и 9б - первый и второй триггерные устройства соответственно (ТУ1 и ТУ2); 10а, 10б, 10в, 10г, 10д, 10е, 10ж и 10з - первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой перемножители; 11а, 11б, 11в и 11г -первый, второй, третий и четвертый усилители мощности соответственно (УМ1, УМ2, УМ3 и УМ4); 12а, 12б, 12в и 12г - первая, вторая, третья и четвертая рулевые машинки соответственно (РМ1, РМ2, РМ3 и РМ4); 13а и 13б - первый и второй потенциометры обратной связи соответственно (ПОС1 и ПОС2); 14а и 14б - первый и второй усилители соответственно (У1 и У2).The invention is illustrated by the drawings shown in figures 1, 2, 3, 4, 5 and 6. Figure 1 presents a structural electrical diagram of a missile control system rotating along a roll angle, where 1 is a receiving path (PT); 2 - control command converter (PKU); 3a and 3b - the first and second steering drives, respectively (RP1 and RP2); 4 - gyroscopic roll angle meter (SMI); 5 - sine-cosine shaper (SCF); 6 - logical circuit exclusive OR (SUIT); 7a, 7b, 7c and 7d - the first, second, third and fourth blocks of subtraction, respectively (BV1, BV2, BV3 and BV4); 8a, 8b, 8d and 8d are the first, second, third and fourth adders, respectively (C1, C2, C3 and C4); 9a and 9b are the first and second trigger devices, respectively (TU1 and TU2); 10a, 10b, 10c, 10g, 10d, 10e, 10zh and 10z - the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth multipliers; 11a, 11b, 11c and 11d - the first, second, third and fourth power amplifiers, respectively (UM1, UM2, UM3 and UM4); 12a, 12b, 12c and 12g - the first, second, third and fourth steering gears respectively (PM1, PM2, PM3 and PM4); 13a and 13b are the first and second feedback potentiometers, respectively (POS1 and POS2); 14a and 14b are the first and second amplifiers, respectively (U1 and U2).
В системе управления на ракете, вращающейся по углу крена, курсовой и тангажные выходы приемного тракта 1 соединены соответственно с первым и вторым входами преобразователя команд управления 2. Адресные входы управления коммутациями синус-косинусного формирователя 5 соединены с выходами соответственно d1, … и dn-2 гироскопического измерителя угла крена 4, выход dn-1 которого соединен с адресным входом управления переключением синус-косинусного формирователя 5 и первым входом логической схемы исключающее ИЛИ 6. Второй вход логической схемы исключающее ИЛИ 6 соединен с выходом dn гироскопического измерителя угла крена 4.In the control system on a rocket rotating along a roll angle, the course and pitch outputs of the receiving
Косинусный цифровой сигнал с первого выхода синус-косинусного формирователя 5 и его знаковый разряд с выхода логической схемы исключающее ИЛИ 6 соединены с третьим входом преобразователя команд управления 2. Четвертый вход преобразователя команд управления 2 соединен с синусным цифровым сигналом со второго выхода синус-косинусного формирователя 5 и его знаковым разрядом с выхода dn гироскопического измерителя угла крена 4. Пятый и шестой входы преобразователя команд управления 2 соединены с выходами соответственно первого 3а и второго 3б рулевых приводов, входы которых соединены соответственно первым и вторым выходами преобразователя команд управления 2.The cosine digital signal from the first output of the sine-
Приемный тракт 1 может быть выполнен аналогичному в прототипе, за исключением того, что выходные сигналы "Z" и "Y" приемного тракта - двоичное, например, параллельное число. Логическая схема исключающее ИЛИ 6, например, микросхема 564 ЛП2. Структурные электрические схемы гироскопического измерителя угла крена 4 и синус-косинусного формирователя 5 приведены соответственно на фиг.2 и фиг.5.The
Структурные электрические схемы преобразователя команд управления 2, первого 3а и второго 3б рулевых приводов, приведенные в качестве примера выполнения на фиг.1, известны [патент России №2235969 от 03.12.02 г., МКИ7 F42B 15/01]. В этом известном устройстве формирования команд управления вращающейся вокруг продольной оси ракетой, приведенном на фиг.2 [см. патент России №2235969], все восемь модуляторов (названные умножителями в заявленном техническом решении) в цифровом виде могут быть выполнены на постоянных запоминающих устройствах, например, на микросхемах 556РТ7, адреса строк и столбцов которых являются первым и вторым цифровыми входами для двоичных чисел, где умножение производят табличным способом. Также цифровыми могут быть выполнены сумматоры и блоки вычитания.Structural electrical circuits of the
Заявленная система управления ракетой, вращающейся по углу крена, реализующая способ управления ракетой, вращающейся по углу крена, приведенная на фиг.1, работает следующим образом. На вход приемного тракта 1 поступает электромагнитное излучение, например, используемое в системе командного радиоуправления, в соответствии с которым на его выходе выделяются сигналы (команды) управления ракетой по курсу "Z" и тангажу "Y". Эти сигналы управления, например, в двоичном параллельном коде (со знаком) поступают соответственно на первый и второй входы преобразователя команд управления 2.The claimed control system for a rocket rotating in a roll angle, implementing the control method of a rocket rotating in a roll angle, shown in FIG. 1, works as follows. The input of the receiving
Гироскопический измеритель угла крена 4 измеряет угол крена на ракете и формирует выходной сигнал в виде двоичного параллельного n-разрядного числа, например, для упрощения 4-разрядного. Логические уровни первого (младшего) d1, … и (n-2)-го dn-2 (в данном случае второго d2) разрядов двоичного числа с выходов гироскопического измерителя угла крена 4 поступают на соответствующие адресные входы управления коммутацией синус-косинусного формирователя 5. Логические уровни (n-1)-гo dn-1 (в данном случае третьего d3) разряда двоичного числа с выхода гироскопического измерителя угла крена 4 поступают на адресный вход управления переключением синус-косинусного формирователя 5. При этом на первом и втором выходах синус-косинусного формирователя 5 формируются два двоичных k-разрядных параллельных числа, величины которых изменяются по законам изменения соответственно косинусоиды и синусоиды (без знакового разряда), которые поступают соответственно на третий и четвертый входы преобразователя команд управления 2.The gyroscopic
При этом (n) разряд (в данном случае четвертый d4) двоичного числа с выхода гироскопического измерителя угла крена 4, являющийся знаковым разрядом сигнала синусоиды, также поступает на четвертый вход преобразователя команд управления 2.In this case, the (n) bit (in this case, the fourth d 4 ) of the binary number from the output of the gyroscopic
Одновременно третий (d3) и четвертый (d4) разряды двоичного числа с выхода гироскопического измерителя угла крена 4 поступают на первый и второй входы логической схемы исключающее ИЛИ 6, на выходе которой формируется знаковый разряд для сигнала косинусоиды, т.е. сигнал сдвинутый по фазе на 90° относительно четвертого разряда. Сигнал с выхода логической схемы исключающее ИЛИ 6 поступает на третий вход преобразователя команд управления 2.At the same time, the third (d 3 ) and fourth (d 4 ) bits of the binary number from the output of the
Далее осуществляют преобразование команд управления, учитывающих вращение ракеты по углу крена φ относительно не вращающейся системы координат, например, пункта управления (при величине начального угла фазирования, равной 0°) посредством первого 10а, второго 10б, третьего 10в, четвертого 11г перемножителей вместе со вторым сумматором 8б и третьим блоком вычитания 7в в соответствии с формуламиNext, control commands are converted that take into account the rotation of the rocket along the roll angle φ relative to a non-rotating coordinate system, for example, a control point (when the initial phasing angle is 0 °) by means of the first 10a, second 10b, third 10c, fourth 11g multipliers together with the second by an adder 8b and a third subtraction unit 7c in accordance with the formulas
где величины cosφ и sinφ равны двоичным числам на соответствующих третьем и четвертом входах преобразователя команд управления 2.where cosφ and sinφ are equal to binary numbers at the corresponding third and fourth inputs of the
С выходов второго сумматора 8б и третьего блока вычитания 7в сигналы поступают на входы соответственно первого 3а и второго 3б рулевых приводов, которые являются первыми входами первого 8а и третьего 8г сумматоров. На вторые входы этих сумматоров поступают сигналы с потенциометров обратной связи соответственно с первого 13а и второго 13б, движки которых кинематически связаны с рулями. Выходы первого 8а и третьего 8г сумматоров подключены к входам соответственно первого 9а и второго 9б триггерных устройств (триггеры Шмитта). Далее сигнал в каждом канале усиливается одним из двух ключевых противофазных усилителей мощности первым 11а и вторым 11б, а также третьим 11в и четвертым 11г, в зависимости от фазы поступающего сигнала.From the outputs of the second adder 8b and the third subtraction unit 7c, the signals are fed to the inputs of the first 3a and second 3b of the steering drives, respectively, which are the first inputs of the first 8a and third 8g of the adders. The second inputs of these adders receive signals from feedback potentiometers from the first 13a and second 13b, respectively, whose motors are kinematically connected with the rudders. The outputs of the first 8a and third 8g adders are connected to the inputs of the first 9a and second 9b trigger devices (Schmitt triggers, respectively). Further, the signal in each channel is amplified by one of the two key antiphase power amplifiers, the first 11a and second 11b, as well as the third 11c and fourth 11g, depending on the phase of the incoming signal.
С усилителя мощности сигнал поступает в обмотку соответствующего управляющего электромагнита, который управляет работой соответствующих рулевых машинок первой 13а, второй 13б, третьей 13в и четвертой 13г, обеспечивающими пропорциональность угла отклонения руля амплитуде входного сигнала. Вследствие наличия положительной обратной связи и триггерного устройства рули работают в автоколебательном режиме.From the power amplifier, the signal enters the winding of the corresponding control electromagnet, which controls the operation of the corresponding steering gears of the first 13a, second 13b, third 13c and fourth 13g, providing proportionality of the steering angle to the amplitude of the input signal. Due to the presence of positive feedback and a trigger device, the rudders operate in self-oscillating mode.
Таким образом, на выходах первого 13а и второго 13б потенциометров обратной связи формируется информация об отклонениях рулей, которая используется для получения автоколебаний в контуре каждого рулевого привода.Thus, at the outputs of the first 13a and second 13b feedback potentiometers, information about steering deviations is generated, which is used to obtain self-oscillations in the circuit of each steering gear.
Кроме того, эту информацию используют в качестве обратной связи по огибающей выходных сигналов первого и второго рулевых приводов. Для этого осуществляют ее преобразование, при котором сигналы с выходов первого 13а и второго 13б потенциометров обратной связи поступают на первые входы соответственно пятого 10д, шестого 10е, седьмого 10ж и восьмого 10з перемножителей. При этом на вторые входы пятого 10д и восьмого 10з поступает величина cosφ, а на вторые входы шестого 10е и седьмого 10ж перемножителей - величина sinφ. Вместе с четвертым блоком вычитания 7г и четвертым сумматором 8г осуществляют преобразование огибающих выходных сигналов из каждого рулевого привода из вращающейся, связанной с ракетой системы координат, в не вращающуюся систему координат, например, пункта управления (при величине начального угла фазирования, равной 0°), в соответствии с формулами.In addition, this information is used as feedback on the envelope of the output signals of the first and second steering gears. To do this, it is converted, in which the signals from the outputs of the first 13a and second 13b feedback potentiometers are fed to the first inputs of the fifth 10d, sixth 10e, seventh 10zh, and eighth 10h of the multipliers, respectively. In this case, cosφ is supplied to the second inputs of the fifth 10d and eighth 10s, and sinφ is supplied to the second inputs of the sixth 10e and seventh 10zh multipliers. Together with the fourth subtraction unit 7g and the fourth adder 8g, the envelopes of the output signals from each steering drive are converted from a rotating coordinate system associated with the rocket to a non-rotating coordinate system, for example, a control point (with an initial phasing angle of 0 °), in accordance with the formulas.
где Uδ1 и Uδ2 - сигналы с выходов потенциометров обратной связи первого 3а и второго 3б рулевых приводов.where U δ1 and U δ2 are the signals from the outputs of the feedback potentiometers of the first 3a and second 3b steering gears.
На первом 7а и втором 7б блоках вычитания осуществляется сравнение сигналов управления ракетой с сигналами с выходов соответственно первого 14а и второго 14б усилителей.At the first 7a and second 7b subtraction blocks, the missile control signals are compared with the signals from the outputs of the first 14a and second 14b amplifiers, respectively.
Таким образом, преобразователь команд управления 2, первый 3а и второй 3б рулевые приводы функционируют так же, как и в известном устройстве [патент России №2235969 от 03.12.02 г., МКИ7 F42B 15/01].Thus, the
Заявленный способ измерения угла крена ракеты, вращающейся по углу крена, реализуется следующим образом. Формируют гироскопическим датчиком угла крена с оптронными парами светодиод-фотодиод, разделенными растром, в каждый креновый период (угловой интервал крена 0°-360°) первую и вторую последовательности логических уровней (нулевые и единичные). Длительности каждой из этих двух последовательностей равны угловому интервалу 180°.The claimed method of measuring the angle of heel of a rocket rotating along the angle of heel is implemented as follows. A gyroscopic roll angle sensor with LED-photodiode optocoupler pairs is formed, separated by a raster, in each roll period (roll
Формируют дополнительные последовательности логических уровней, начиная с третьей, в каждой из которых нулевые и единичные логические уровни имеют одинаковые длительности по угловой величине (φN), равныеAdditional sequences of logical levels are formed, starting with the third, in each of which the zero and unit logical levels have the same duration in angular magnitude (φ N ), equal to
где N=3, 4 … n - отсчеты дополнительных последовательностей логических уровней.where N = 3,4 ... n - counts of additional sequences of logical levels.
Как следует из выражения (5), Nмакс=n. При этом первую, вторую и дополнительные последовательности логических уровней образуют соответственно разряды qn (старший), qn-1 и дополнительные qn-2, … q1 (младший), формирующие n-разрядное число в коде Грея. Кроме того, во всех формируемых последовательностях логических уровней моменты переходов из нулевых уровней в единичные (фронты нарастания), ближайшие к величине угла крена ракеты, равной 0°, должны отставать по фазе от 0° на величину (ΔφN), равнуюAs follows from expression (5), N max = n. In this case, the first, second and additional sequences of logical levels are formed, respectively, by the bits q n (senior), q n-1 and additional q n-2 , ... q 1 (junior), forming an n-bit number in the Gray code. In addition, in all the sequences of logical levels formed, the moments of transitions from zero to single (rise fronts) closest to the rocket roll angle equal to 0 ° should be out of phase by 0 ° by (Δφ N ) equal to
где N=1, 2, 3, … n - отсчеты последовательностей логических уровней, соответствующих qn, qn-1 qn-2, … и q1. where N = 1, 2, 3, ... n are samples of sequences of logical levels corresponding to q n , q n-1 q n-2 , ... and q 1.
Как следует из выражения (6), в моменты переходов из нулевых уровней в единичные, ближайшие к величине угла крена ракеты, равной 0°, первой, второй, третьей, четвертой, пятой и т.д. последовательностей логических уровней, они отстают от величины угла крена ракеты 0° (по фазе) соответственно на 180°, 90°, 45°, 22,5°, 11,25° и т.д.As follows from expression (6), at the moments of transitions from zero levels to single ones, closest to the rocket roll angle of 0 °, first, second, third, fourth, fifth, etc. sequences of logical levels, they are behind the
Таким образом, например, для n=4 первую и вторую последовательности логических уровней можно представить в виде разрядов чисел в коде Грея соответственно q4 и q3 (см. таблицу 1). Дополнительно формируют третью (соответствующую разряду q2) и четвертую (соответствующую разряду q1) последовательности с нулевыми и единичными логическими уровнями, угловые длительности которых φ3, φ4 равны соответственно 90° и 45°.Thus, for example, for n = 4, the first and second sequences of logical levels can be represented as bits of numbers in the Gray code, q 4 and q 3, respectively (see table 1). Additionally form the third (corresponding to the discharge q 2 ) and fourth (corresponding to the discharge q 1 ) sequences with zero and unit logical levels, the angular durations of which φ 3 , φ 4 are equal to 90 ° and 45 °, respectively.
Причем момент перехода из нулевого уровня в единичный первой последовательности q4 (старший разряд) отстает от величины угла крена ракеты 0° (по фазе) на 180°, второй последовательности q3 - на 90°, третьей q2 - на 45°, четвертой q1 (младший разряд) - на 22,5°. Следует отметить, что первая q4 и вторая q3 последовательности при изменении угла крена ракеты в интервале 0°-360° имеют всего один фронт нарастания.Moreover, the moment of transition from zero to a single of the first sequence q 4 (senior level) is 180 ° behind the
Преобразуют n-разрядное число (например, четырехразрядное) из кода Грея в n-разрядное двоичное число (например, четырехразрядное), каждому разряду которого соответствуют значения d4, d3, d2 и d1 (см. таблицу 1), где d4 - старший разряд, a d1 - младший.Convert an n-bit number (for example, four-bit) from the Gray code to an n-bit binary number (for example, four-bit), each bit of which corresponds to the values of d 4 , d 3 , d 2 and d 1 (see table 1), where d 4 - senior level, ad 1 - junior.
Из второго столбца табл.1 следует, что при переходе от одного числа к следующему в коде Грея изменяется всегда только один разряд. Таким образом, два числа, следующих непосредственно друг за другом, отличаются значением только одного из разрядов. Благодаря этому ошибка не может превысить единицу младшего разряда.From the second column of Table 1 it follows that when moving from one number to the next in the Gray code, only one bit always changes. Thus, two numbers immediately following each other differ in the value of only one of the digits. Due to this, the error cannot exceed the unit of the least significant bit.
Следовательно, при сильной вибрации ракеты и возникновении колебаний растра в момент изменения в коде Грея логического уровня из нулевого в единичный (либо наоборот) может происходить лишь кратковременное изменение информации на единицу младшего разряда.Consequently, with strong vibration of the rocket and the occurrence of oscillations of the raster at the time of the change in the Gray code of the logical level from zero to one (or vice versa), only a short-term change in information per unit of the least significant discharge can occur.
Как следует из изложенного выше, а также далее по тексту начало нумерации последовательностей логических уровней начинается со старшего разряда числа, а начало нумерации разрядов - с младшего разряда.As follows from the above, and also further throughout the text, the beginning of the numbering of sequences of logical levels begins with the highest digit of the number, and the beginning of the numbering of digits with the lowest digit.
На фиг.2 представлена структурная электрическая схема гироскопического измерителя угла крена, где 15а, 15б, 15в и 15г - светодиоды оптронных пар соответственно (СД1, СД2, СД3 и СД4); 16 - растр (Р); 17а, 17б, 17в и 17г - фотодиоды оптронных пар соответственно (ФД1, ФД2, ФД3 и ФД4); 18а, 18б, 18в и 18г - пороговые устройства соответственно (ПУ1, ПУ2, ПУ3 и ПУ4); 19а, 19б и 19в - логические схемы исключающее ИЛИ соответственно (ИС1, ИС2 и ИС3).Figure 2 presents the structural electrical diagram of a gyroscopic roll angle meter, where 15a, 15b, 15c and 15g are the LEDs of the optocoupler pairs, respectively (T1, T2, T3 and T4); 16 - raster (P); 17a, 17b, 17c and 17g are the photodiodes of the optocoupler pairs, respectively (FD1, FD2, FD3 and FD4); 18a, 18b, 18c and 18g - threshold devices, respectively (PU1, PU2, PU3 and PU4); 19a, 19b and 19c are exclusive OR logic circuits, respectively (IS1, IS2 and IS3).
На фиг.3 приведен растр 16, где 20а, 20б и 20в - соответственно 1, 2 и 3 дорожки; 21а, 21б, 21в и 21г - первый (основной) вариант раположения оптронных пар; 21а, 21б, 21в' и 21 г' - второй вариант расположения оптронных пар.Figure 3 shows the
На фиг.4 приведены эпюры сигналов гироскопического измерителя угла крена, где представлены "а", "б", "в" и "г" - сигналы на выходах первого 18а, второго 18б, третьего 18в и четвертого 18г пороговых устройств, которые соответствуют разрядам q4, q3, q2 и q1 (от старшего разряда к младшему) числа в коде Грея; "д", "е", "ж" и "з" - сигналы соответственно на втором входе первой логической схемы исключающее ИЛИ 19а, на выходах первой 19а, второй 19б и третьей 19в логических схем исключающее ИЛИ, которые соответствуют разрядам d4, d3, d2 и d1 (от старшего разряда к младшему) числа в двоичном коде.Figure 4 shows the diagrams of the signals of a gyroscopic roll angle meter, where "a", "b", "c" and "d" are presented - the signals at the outputs of the first 18a, second 18b, third 18c and fourth 18g threshold devices that correspond to discharges q 4 , q 3 , q 2 and q 1 (from highest to lowest) numbers in the Gray code; "e", "e", "g" and "h" are signals, respectively, at the second input of the first logic circuit exclusive OR 19a, at the outputs of the first 19a, second 19b and third 19v logic circuit exclusive OR, which correspond to bits d 4 , d 3 , d 2 and d 1 (from high to low) numbers in binary code.
Гироскопический измеритель угла крена содержит гироскопический датчик угла крена, включающий гироскоп, на оси внешней рамки которого закреплен непрозрачный растр 16 с прозрачными по окружности участками и две пары светодиод-фотодиод 15а, 17а и 15б, 17б, разделяемые растром 16 и размещенные на корпусе гироскопа. Выходы фотодиодов из первой 17а и второй 17б пар соединены соответственно с первым R1 и вторым R2 нагрузочными резисторами. Третья 15в, 17в и четвертая 15г, 17г пары светодиод-фотодиод, разделяемые растром 16, размещены на корпусе гироскопа. Выходы первого 17а, второго 17б, третьего 17в и четвертого 17г фотодиодов из соответствующих пар соединены соответственно с первым 18а, вторым 18б, третьим 18в и четвертым 18г пороговыми устройствами. Выходы третьего 17в и четвертого 17г фотодиодов соединены соответственно с третьим R3 и четвертым R4 нагрузочными резисторами. Выходы второго 18б, третьего 18в и четвертого 18г пороговых устройств соединены с первыми входами соответственно первой 19а, второй 19б и третьей 19в логических схем исключающее ИЛИ. При этом выход первого порогового устройства 18а соединен со вторым входом первой логической схемы исключающее ИЛИ 19а. Вторые входы второй 19б и третьей 19в логических схем исключающее ИЛИ соединены с выходами соответственно первой 19а и второй 19б логических схем исключающее ИЛИ.The gyroscopic roll angle meter contains a gyroscopic roll angle sensor, including a gyroscope, on the axis of the outer frame of which an
Гироскоп, не приведенный на фиг.2 и 3, и растр 16 выполнены аналогично прототипу (патент России №2282129 от 20.08.06 г., МКИ7 F41G 7/00). При этом форма растра 16, например, окружность, на которой расположены три дорожки с разными радиусами с прозрачными и непрозрачными участками. На первой (внутренней) дорожке 20а расположены первая 21а и вторая 21б оптронные пары соответственно первые светодиод 15а - фотодиод 16а и вторые светодиод 15б - фотодиод 17б. На второй 20б и третьей 20в дорожках расположены соответственно третья 21в и четвертая 21г оптронные пары соответственно третьи светодиод 15в - фотодиод 17в и четвертые светодиод 15г- фотодиод 17г.The gyroscope, not shown in FIGS. 2 and 3, and the
При этом третья оптронная пара 21в или 21в' может быть расположена на второй дорожке 20б, в соответствии с их нумерацией (два варианта расположения). Четвертая оптронная пара 21г или 21г' может быть расположена на третьей дорожке 20в, в соответствии с их нумерацией (также два варианта). Кроме того, как видно из рисунка растра (фиг.3), для четвертой пары светодиод 15 - фотодиод 17, возможны еще два дополнительных варианта размещения. Причем черной (одинарной) линией изображены прозрачные участки дорожек растра, которым соответствует высокий уровень амплитуды импульсного сигнала на выходах фотодиодов, а светлой (двойной) - непрозрачные, которым соответствует низкий уровень, при этом растр условно вращается относительно оптронных пар по часовой стрелке (растр неподвижен, вращается по крену ракета с оптронными парами).In this case, the third optocoupler pair 21b or 21c 'can be located on the second track 20b, in accordance with their numbering (two location options). The fourth optocoupler pair 21g or 21g 'may be located on the third track 20b, in accordance with their numbering (also two options). In addition, as can be seen from the image of the raster (figure 3), for the fourth pair of LED 15 - photodiode 17, there are two more additional placement options. Moreover, the black (single) line shows the transparent sections of the raster tracks, which correspond to a high level of the amplitude of the pulse signal at the outputs of the photodiodes, and the light (double) - opaque, which corresponds to a low level, while the raster conditionally rotates clockwise relative to the optocoupler pairs (the raster is stationary rotates along the roll of a rocket with optocoupler pairs).
Поскольку фронты нарастания последовательностей импульсов (логических уровней) на выходах фотодиодов отстают по фазе от величины угла крена ракеты 0° на величину для первой оптронной пары 90°+90°=180° (q4), для второй - 90° (q3), для третьей - 45° (q2) и для четвертой на 22,5° (q1), то на первой дорожке непрозрачные и прозрачные участки чередуются в соответствии с изменением старших разрядов числа в коде Грея (q4 и q3), на второй - в соответствии с разрядом q2, на третьей - в соответствии с разрядом q1 согласно таблице 1. При этом каждому из 16-ти дискретных значений четырехразрядного числа соответствует 360о/16=22,5° угловой величины дорожки (окружности).Since the growth fronts of the pulse sequences (logical levels) at the outputs of the photodiodes are behind the phase of the
Первый 15а, второй 15б, третий 15в и четвертый 15г светодиоды, а также соответствующие им первый 17а, второй 17б, третий 17в и четвертый 17г фотодиоды, разделяемые дорожками растра, расположены на корпусе гироскопа. Пороговые устройства 18а, 18б, 18в и 18г, например, триггеры Шмитта. Первая 19а, вторая 19б и третья 19в логические схемы исключающее ИЛИ, например, микросхемы 564 ЛП2.The first 15a, second 15b, third 15c and fourth 15g LEDs, as well as the corresponding first 17a, second 17b, third 17c and fourth 17g photodiodes shared by raster tracks, are located on the gyroscope case. Threshold devices 18a, 18b, 18c and 18g, for example, Schmitt triggers. The first 19a, second 19b and third 19c logic exclusive OR, for example, 564 LP2 microcircuit.
Гироскопический измеритель угла крена для формирования команд управления на ракете, приведенный на фиг.2, работает следующим образом. Импульсы фототока с выходов фотодиодов 17а, 17б, 17в и 17г, протекающие через соответствующие резисторы R1-R4, преобразуются на них в соответствующие напряжения, представляющие собой два уровня: световой и темновой, последовательности которых задаются растром 16, прерывающим световой поток от светодиодов 15а, 15б, 15в и 15г к фотодиодам 17а, 17б, 17в и 17г, соответственно. Световой и темновой уровни сигналов поступают соответственно на входы первого 18а, второго 18б, третьего 18в и четвертого 18г пороговых устройств, формирующих из них сигналы с логическими уровнями.A gyroscopic roll angle meter for generating rocket control commands shown in FIG. 2 operates as follows. The photocurrent pulses from the outputs of the photodiodes 17a, 17b, 17c and 17g flowing through the corresponding resistors R 1 -R 4 are converted to them into the corresponding voltages, which are two levels: light and dark, the sequences of which are set by
На выходе первого порогового устройства 18а формируется старший разряд (q4) кодовой последовательности четырехразрядного кода Грея, логические уровни которого приведены на эпюре "а" (фиг.4). На выходе второго порогового устройства 18б (эпюра "б" на фиг.4) - разряд q3, на выходе третьего порогового устройства 18в (эпюра "в" на фиг.4) - разряд q2 и на выходе четвертого порогового устройства 18г (эпюра "г" на фиг.4) - разряд q1.At the output of the first threshold device 18a, a high order bit (q 4 ) of the code sequence of the four-digit Gray code is generated, the logical levels of which are shown in diagram "a" (Fig. 4). At the output of the second threshold device 18b (plot "b" in Fig. 4), discharge q 3 , at the output of the third threshold device 18c (plot "c" in Fig. 4), discharge q 2 and at the output of the fourth threshold device 18g (plot "g" in figure 4) - discharge q 1 .
С выходов второго 18б, третьего 18в и четвертого 18г пороговых устройств логические уровни сигналов поступают на первые входы соответственно первой 19а, второй 19б и третьей 19в логических схем исключающее ИЛИ. На второй вход первой логической схемы исключающее ИЛИ 19а поступает сигнал с выхода первого порогового устройства 18а. На второй вход второй логической схемы исключающее ИЛИ 19б поступает сигнал с выхода первой логической схемы исключающее ИЛИ 19а. На второй вход третьей логической схемы исключающее ИЛИ 19в поступает сигнал с выхода второй логической схемы исключающее ИЛИ 19б.From the outputs of the second 18b, third 18c, and fourth 18g threshold devices, the logic levels of the signals are applied to the first inputs of the first 19a, second 19b, and third 19c of the logic circuits, respectively, exclusive OR. The second input of the first logical circuit exclusive OR 19a receives a signal from the output of the first threshold device 18a. The second input of the second logic exclusive OR 19b receives a signal from the output of the first logic exclusive OR 19a. The second input of the third logic exclusive OR 19c receives a signal from the output of the second logic exclusive OR 19b.
Таким образом, на выходах первой 19а, второй 19б и третьей 19в логических схем исключающее ИЛИ формируются логические уровни двоичного числа, соответствующие его разрядам соответственно d3, d2 и d1. Причем логические уровни его старшего разряда d4 совпадают с логическими уровнями старшего разряда числа в коде Грея q4. При этом осуществляется преобразование четырехразрядного кода Грея в четырехразрядный двоичный код (см. У.Титце, К.Шенк «Полупроводниковая схемотехника», М., Мир, 1982 г., стр.326, рис.19.12).Thus, at the outputs of the first 19a, second 19b, and third 19c logic circuits exclusive OR, logical levels of a binary number are formed corresponding to its bits, respectively d 3 , d 2 and d 1 . Moreover, the logical levels of its highest order d 4 coincide with the logical levels of the highest order number in the Gray code q 4 . In this case, the four-digit Gray code is converted into a four-digit binary code (see W. Titze, K. Schenk “Semiconductor circuitry”, M., Mir, 1982, p. 326, Fig. 19.12).
Как следует из изложенного, выше приведено выполнение гироскопического измерителя угла крена на ракете, вращающейся по углу крена, при количестве разрядов n=4. Однако число разрядов при увеличении n ничем не ограничивается, поскольку при преобразовании кода Грея в двоичный код увеличивается лишь количество логических схем исключающее ИЛИ на соответствующее увеличение n.As follows from the above, the implementation of the gyroscopic roll angle meter on a rocket rotating along the roll angle with the number of discharges n = 4 is given above. However, the number of bits with increasing n is not limited by anything, since when converting the Gray code to binary code, only the number of logic circuits increases, excluding OR by a corresponding increase in n.
Поскольку при вращении ракеты в одну сторону двоичное число на выходе преобразователя кода увеличивается, а в обратную - уменьшается, то независимо от направления вращения ракеты на траектории полета, в том числе при его изменении в пределах одного оборота, происходит однозначное определение величины угла крена ракеты.Since when the rocket rotates in one direction, the binary number at the output of the code converter increases and decreases in the opposite direction, then regardless of the direction of the rotation of the rocket along the flight path, including when it changes within one revolution, the rocket roll angle is uniquely determined.
Заявленный способ формирования синусного и косинусного сигналов на ракете, вращающейся по углу крена, для формирования команд управления на ней реализуется следующим образом. Формируют двоичное число в параллельном виде, изменяемое в угловом интервале крена ракеты 0°-360°. Двоичное число в параллельном виде формируют в виде n-разрядного, из которого выделяют 1 (младший), … и n-2 разряды, логические уровни которых в каждом квадранте углового интервала, начиная с 0°, выставляют соответствующие дискретные величины сигналов нарастания и спада, определяемые k-разрядным двоичным числом в параллельном виде.The claimed method for generating sine and cosine signals on a rocket rotating in a roll angle for generating control commands on it is implemented as follows. A binary number is formed in a parallel form, variable in the angular interval of the
Например, при n=4 каждому разряду двоичного числа соответствуют значения d4, d3, d2 и d1 (см. приведенную таблицу 2), где d4 - старший разряд, a d1 - младший.For example, for n = 4, each bit of a binary number corresponds to the values of d 4 , d 3 , d 2 and d 1 (see table 2), where d 4 is the highest digit, ad 1 is the least significant.
Поскольку за один оборот ракеты по углу крена в данном случае формируется 16 значений двоичного числа (см. второй столбец таблицы 2), то каждое изменение на дискретную величину соответствует приращению (увеличению) или уменьшению угла крена ракеты на 360°/16=22,5°, а в общем случае 360°/2n. Причем в каждом квадранте изменения двоичного числа его младшие разряды (их логические уровни) d2 и d1 формируют четыре k-разрядных двоичных числа, имеющие разные значения (приведенные в третьем и четвертом столбцах таблицы 2 в десятичном коде).Since for each revolution of the rocket along the
Таким образом, используя логические уровни d2 и d1, в каждом квадранте углового интервала 0°-360° формируют одновременно сигналы нарастания (увеличения) и спада (уменьшения), дискретные величины которых задают в виде следования соответствующих значений двоичных чисел (К), приведенных соответственно в третьей и четвертой колонках таблицы 2 (в десятичном коде). Эти четыре дискретных значения задают в виде следования соответствующих величин k-разрядных двоичных чисел.Thus, using the logical levels d 2 and d 1 , in each quadrant of the
Следовательно, значения дискретных величин двоичных чисел (Км), можно представить, например, в виде нормированных величин в десятичном коде, что позволяет вычислять их как функцию синуса среднего значения каждой длительности углового интервала (дискрета) φМ для каждого квадранта:Therefore, the values of discrete values of binary numbers (K m ) can be represented, for example, in the form of normalized values in decimal code, which allows us to calculate them as a function of the sine of the average value of each duration of the angular interval (discrete) φ M for each quadrant:
где М=1, 2, … 2n-2 - отсчеты дискретных значений φМ в порядке их следования для сигналов нарастания и обратный отсчет для сигналов спада.where M = 1, 2, ... 2 n-2 are the samples of the discrete values of φ M in the order they follow for the rise signals and the countdown for the fall signals.
Например, для n=4 Ммакс=22=4, при этом Км имеет четыре дискретных значения, для n=5 Ммакс=23=8, при этом Км имеет восемь дискретных значений и т.д.For example, for n = 4 M max = 2 2 = 4, while K m has four discrete values, for n = 5 M max = 2 3 = 8, while K m has eight discrete values, etc.
Причем для n=4
Для n=5 φ1=5,625°; φ2=16,875°; φ3=28,125°; φ4=39,375°; φ5=50,625°; φ6=61,875°; φ7=73,125° и φ8=84,375°. Соответственно, К1=sin φ1=0,098; К2=sin φ2=0,29; К3=sin φ3=0,471; К4=sin φ4=0,634; К5=sin φ5=0,773; К6=sin φ6=0,882; К7=sin φ7=0,957 и К8=sin φ8=0,995.For n = 5 φ 1 = 5.625 °; φ 2 = 16.875 °; φ 3 = 28.125 °; φ 4 = 39.375 °; φ 5 = 50.625 °; φ 6 = 61.875 °; φ 7 = 73.125 ° and φ 8 = 84.375 °. Accordingly, K 1 = sin φ 1 = 0.098; K 2 = sin φ 2 = 0.29; K 3 = sin φ 3 = 0.471; K 4 = sin φ 4 = 0.634; K 5 = sin φ 5 = 0.773; K 6 = sin φ 6 = 0.882; K 7 = sin φ 7 = 0.957 and K 8 = sin φ 8 = 0.995.
Для построения сигналов синусоиды и косинусоиды используют также логические уровни n-1 разряда двоичного числа dn-1 (при n=4 - d3) и их инвертированные величины. Этими логическими уровнями осуществляют соответствующий порядок чередования переключений сигналов нарастания и спада. При этом сигнал синусоиды формируют при подключении вначале сигнала нарастания из третьего столбца, т.е. четырех значений величин К1 К2, К3 и К4, а затем сигнала спада из четвертого столбца, формируемого значениями величин К4, К3, К2 и К1 и т.д. Сигнал косинусоиды формируют при подключении вначале сигнала спада из четвертого столбца, соответствующего значениям 0, 1, 2 и 3 десятичного кода из первого столбца (таблица 2), а затем сигнала нарастания из третьего столбца, соответствующего значениям 4, 5, 6, 7 (из первого столбца) и т.д. В результате такого подключения с чередованием этих сигналов вырабатывают k-разрядные двоичные числа сигналов синусоиды и косинусоиды (без знаков).To build the signals of the sine wave and cosine wave also use the logical levels n-1 of the discharge of the binary number d n-1 (with n = 4 - d 3 ) and their inverted values. These logical levels carry out the corresponding order of alternating switching of the rise and fall signals. In this case, a sine wave signal is formed when the rise signal from the third column is connected first, i.e. four values of K 1 K 2 , K 3 and K 4 , and then the decay signal from the fourth column, formed by the values of K 4 , K 3 , K 2 and K 1 , etc. The cosine signal is generated when the decay signal from the fourth column corresponding to the values of 0, 1, 2 and 3 of the decimal code from the first column is connected first (table 2), and then the rise signal from the third column corresponding to the values of 4, 5, 6, 7 (from first column) etc. As a result of such a connection with the alternation of these signals, k-bit binary numbers of sine and cosine signals (without signs) are generated.
Следовательно, сформированные неполные цифровые сигналы синусоиды и косинусоиды (без знака) имеют одинаковые постоянные амплитуды, при этом величина этих амплитуд может быть и не нормированной, т.е. отличной от единицы.Therefore, the generated incomplete digital signals of a sinusoid and cosine (unsigned) have the same constant amplitudes, while the magnitude of these amplitudes may not be normalized, i.e. different from one.
В качестве знакового разряда (как отмечалось ранее) для сигнала синусоиды используют n-й (dn) разряд двоичного числа (при n=4 - d4), а для сигнала косинусоиды - этот же разряд, логические уровни которого сдвинуты по фазе на 90°.For the sign discharge (as noted earlier), the nth (d n ) bit of a binary number (for n = 4 - d 4 ) is used for the sine wave signal, and the same discharge is used for the cosine wave signal, the logic levels of which are 90 phase-shifted °.
Таким образом, как следует из изложенного выше, выбор заданного количества дискретных значений М (Ммакс=2n-2) и количество разрядов k в величинах двоичных чисел К в каждом квадранте можно уменьшить, либо увеличить, т.к. они задают точность формирования сигналов синусоиды и косинусоиды.Thus, as follows from the above, the choice of a given number of discrete values of M (M max = 2 n-2 ) and the number of bits k in the values of binary numbers K in each quadrant can be reduced or increased, because they specify the accuracy of the formation of the signals of the sine wave and cosine wave.
На фиг.5 представлена структурная электрическая схема синус-косинусного формирователя системы управления ракетой, где 22а, 22б, 22в, … и 22м - первый, второй, третий, … и м-й (максимальный) задатчики чисел соответственно (3ДК1, 3ДК2, 3ДК3, … и 3ДКМ; 23 - формирователь синусоиды (ФС); 24 - формирователь косинусоиды (ФК); 25а, 25б,... и 25k - первый, второй,... и k-й мультиплексоры сигналов нарастания (МН1, МН2, … и МНk); 26а, 26б, … и 26k - первый, второй, … k-й мультиплексоры сигналов спада (MC1, МС2,... и MCk); 27 - логическая схема НЕ (НЕ); 28а и 28б - первый и второй переключатели сигналов соответственно (ПС1 и ПС2).Figure 5 presents the structural electrical diagram of the sine-cosine shaper of the missile control system, where 22a, 22b, 22c, ... and 22m are the first, second, third, ... and the mth (maximum) setters of numbers, respectively (3DK1, 3DK2, 3DK3 , ... and 3DKM; 23 - a sine wave shaper (FS); 24 - a cosine shaper (FC); 25a, 25b, ... and 25k - the first, second, ... and k-th rise signal multiplexers (МН1, МН2, ... and Mnk); 26a, 26b, ... and 26k are the first, second, ... kth decay signal multiplexers (MC1, MC2, ... and MCk); 27 is the logical circuit NOT (NOT); 28a and 28b the first and second signal switches with respectively (PS1 and PS2).
На фиг.6 приведены эпюры сигналов, необходимые для пояснения функционирования преобразователя импульсов, где представлены: "и", "к", "л" и "м" - сигналы на первом, втором, третьем и четвертом выходах (соответственно первого d1, второго d2, третьего d3 и четвертого d4 разрядов двоичного параллельного числа) гироскопического измерителя угла крена 4 (при n=4); "н" - сигнал на выходе логической схемы исключающее ИЛИ 6; "о" - цифровой k-разрядный сигнал (двоичное число) на выходах мультиплексоров нарастания 25а, 25б, … и 25k (в аналоговом виде); "n" - цифровой k-разрядный сигнал (двоичное число) на выходах формирователя синусоиды 23 (без знака в аналоговом виде); "р" - цифровой k-разрядный сигнал (двоичное число) на выходах мультиплексоров спада 26а, 26б … 26k (в аналоговом виде); "с" - цифровой k-разрядный сигнал (двоичное число) на выходах формирователя косинусоиды 24 (без знака в аналоговом виде).Figure 6 shows the waveform diagrams necessary to explain the operation of the pulse Converter, which presents: "and", "k", "l" and "m" - signals at the first, second, third and fourth outputs (respectively, the first d 1 , the second d 2 , third d 3 and fourth d 4 bits of a binary parallel number) of a gyroscopic roll angle meter 4 (with n = 4); "n" - signal at the output of the logic circuit exclusive OR 6; "o" - digital k-bit signal (binary number) at the outputs of the rise multiplexers 25a, 25b, ... and 25k (in analog form); "n" - digital k-bit signal (binary number) at the outputs of the sinusoid shaper 23 (unsigned in analog form); "p" - digital k-bit signal (binary number) at the outputs of the decay multiplexers 26a, 26b ... 26k (in analog form); “c” is a digital k-bit signal (binary number) at the outputs of the cosine shaper 24 (unsigned in analog form).
В синус-косинусном формирователе системы управления ракетой (фиг.5) выходы а1 а2,... и аk первого 22а, б1 б2,... и бk второго 22б, … и м1 м2, … и мk м-го 22м задатчиков чисел соединены с соответствующими входами коммутаций формирователей синусоиды 23 и косинусоиды 24. Выход логической схемы НЕ 27 соединен с первыми входами управления переключениями формирователей соответственно синусоиды 23 и косинусоиды 24. При этом входы управления коммутациями формирователей синусоиды 23 и косинусоиды 24 являются адресными входами управления коммутациями d1 … и dn-2 синус-косинусного формирователя 5, адресным входом управления переключением dn-1 которого являются вторые входы управления переключениями формирователей соответственно синусоиды 23 и косинусоиды 24, а также вход логической схемы НЕ 27. Цифровые выходы формирователей синусоиды 23 и косинусоиды 24 являются соответственно первым и вторым выходами синус-косинусного формирователя 5.In the sine-cosine shaper of the rocket control system (Fig. 5), the outputs a 1 a 2 , ... and a k of the first 22a, b 1 b 2 , ... and b k of the second 22b, ... and m 1 m 2 , ... and m k m th 22 m number switches are connected to the corresponding switching inputs of the shapers of the
Мультиплексоры сигналов нарастания 25а, 25б, … и 25k, а также сигналов спада 26а, 26б, … и 26k, например, для коммутации 2-разрядного двоичного числа (22) микросхемы 564КП1, где А1 и А2 -управляемые входы, а Х1 Х2, Х3 и Х4 соответственно 1, 2, 3 и 4 входы коммутации, а выход X (например, используется один канал мультиплексора 564КП1). Для коммутации 3-разрядного двоичного числа (23) - микросхема 564КП2, где А1 А2, и А3 (в общем случае А1, … и Аn-2) - управляемые входы, X1, Х2, Х3, … и Х8 (в общем случае Х1, … и Хм) - входы коммутации.Multiplexers of rise signals 25a, 25b, ... and 25k, as well as fall signals 26a, 26b, ... and 26k, for example, for switching a 2-bit binary number (2 2 ) of the 564KP1 chip, where A 1 and A 2 are controlled inputs, and X 1 X 2 , X 3 and X 4 respectively 1, 2, 3 and 4 switching inputs, and output X (for example, one channel of the multiplexer 564KP1 is used). For switching a 3-bit binary number (2 3 ) - 564КП2 chip, where А 1 А 2 , and А 3 (in the general case А 1 , ... and А n-2 ) - controlled inputs, X 1 , X 2 , X 3 , ... and X 8 (in the general case X 1 , ... and X m ) are the switching inputs.
Первый 28а и второй 28б переключатели сигналов, например, микросхемы 564ЛС2 [В.А.Шило "Популярные цифровые микросхемы", Москва", "Радио и связь", 1987 г., стр.209, рис.212], каждая из которых пропускает слово А1-А4, либо В1-В4 на ее выход. При этом слова А1-А4 и В1-В4 можно наращивать (путем наращивания этих микросхем), например, соответственно A1-А8 и B1-В8 (в общем случае A1-Ak и В1-Bk), а входы на которые поступают эти слова являются соответствующими входами переключения. Управления разрешением пропускания этих слов осуществляют два сигнала с соответствующими логическими уровнями на входах А и В - входы управления.The first 28a and second 28b signal switches, for example, 564LS2 microcircuits [V.A.Shilo “Popular digital microcircuits”, Moscow, “Radio and communications, 1987, p. 209, Fig. 212], each of which misses the word A 1 -A 4 , or B 1 -B 4 to its output.At the same time, the words A 1 -A 4 and B 1 -B 4 can be increased (by expanding these microcircuits), for example, A 1 -A 8 and B 1 -B 8 (in general, a 1 -A k and B 1 -B k), and the inputs of which are supplied with these words are appropriate input switching. Office resolution transmission of these words is carried out two signals corresponding to conductive logic levels for inputs A and B - control inputs.
Первый 22а, второй 22б, третий 22в … м-й 22м задатчики чисел (например, при количестве разрядов в двоичном числе n=4) определяют количество дискретных значений 24=16 в течение измерения угла крена ракеты от 0° до 360° и выполнены в виде электрических шин, имеющих сигналы с логическими уровнями соответственно нуль и единица. Эти шины формируют k-разрядные двоичные числа в параллельном виде (без знака), которые для первого задатчика числа 22а соответствуют десятичному числу, например 0,2. Второй 22б, третий 22в и четвертый 22г (на фиг.5 ему соответствует приведенный 22м) задатчики чисел формируют числа соответственно 0,56; 0,63 и 0,98. Эти четыре числа могут быть и иными, но обязательно пропорциональными приведенным выше.The first 22a, second 22b, third 22v ... mth 22m number pickers (for example, with the number of bits in the binary number n = 4) determine the number of
Таким образом, количество задатчиков чисел должно быть равно величине двоичного числа, образуемого n-2 разрядами, являющимися частью двоичного n-разрядного числа с выхода гироскопического измерителя угла крена ракеты 1. Например, для n=4 количество задатчиков чисел равно 22=4, для n=5 равно 23=8 и т.д.Thus, the number of integers must be equal to the value of the binary number formed by n-2 bits, which are part of the binary n-digit number from the output of the gyroscopic roll angle meter of
При этом формирователь синусоиды 23 выполнен в виде к мультиплексоров сигналов нарастания 25а, 25б, … и 25k, а также первый переключатель сигналов 28а, входы переключения А1, А2, … и А3 которого соединены с выходами соответственно первого 25а, второго 25б, … и k-го 25k мультиплексоров сигналов нарастания, при этом первые (X1) а1, а2, … и аk; вторые (Х2) б1 б2, … и бk, … и последние (Хм) м1 м2, … и мk входы коммутации из первого 25а, второго 25б, … и k-го 25k мультиплексоров сигналов нарастания являются входами коммутаций формирователя синусоиды 23, входы управления коммутациями которого являются управляемые входы А1, … и Аn-2 первого 25а, второго 25б, … и k-ого 25k мультиплексоров сигналов нарастания, входы переключений В1 В2, … и Вk первого переключателя сигналов 28а являются входами сигналов спада формирователя синусоиды 23, первый и второй входы управления переключениями которого являются соответственно входами управления А и В первого переключателя сигналов 28а, а цифровым выходом формирователя синусоиды 23 является цифровой выход первого переключателя сигналов 28а.In this case, the
Формирователь косинусоиды 24 выполнен в виде k мультиплексоров сигналов спада 26а, 26б, … и 26k, а также второй переключатель сигналов 286, входы переключения В1 В2, … и Вk которого соединены с выходами соответственно первого 26а, второго 26б, … и k-го 26k мультиплексоров сигналов спада, при этом первые (X1) м1 м2, … и мk; … предпоследние (Xм-1) б1 б2, … и бk, и последние (Хм) а1 а2, … и аk входы коммутации сигналов из первого 26а, второго 26б, … и k-го 26k мультиплексоров сигналов спада являются входами коммутации формирователя косинусоиды 24, входами управления коммутациями которого являются управляемые входы А1, … и Аn-2 первого 26а, второго 26б, … и k-го 26k мультиплексоров сигналов спада, входы переключений А1, А2, … и Аk второго переключателя сигналов 28б являются входами сигналов нарастания формирователя косинусоиды 24, первый и второй входы управления переключениями которого являются соответственно входами управления В и А второго переключателя сигналов 28б, а цифровым выходом формирователя косинусоиды 24 является цифровой выход второго переключателя сигналов 28б.The
Синус-косинусный формирователь системы управления ракетой, реализующий способ формирования синусного и косинусного сигналов на ракете, вращающейся по углу крена, для формировании команд управления на ней, приведенный на фиг.5, работает следующим образом.The sine-cosine shaper of the missile control system that implements the method of generating sine and cosine signals on a rocket rotating along the roll angle for generating control commands on it, shown in Fig. 5, works as follows.
Разряды двоичного числа, например при n=4 d2 и d1 (младший разряд) с выходов гироскопического измерителя угла крена 4, логические уровни которых приведены на эпюрах "и" и "к" фиг.6, поступают на адресные входы управления коммутациями (соответствующие входы d2 и d1 синус-косинусного формирователя 5). Данные входы являются входами управления коммутациями формирователей синусоиды 23 и косинусоиды 24, а значит управляемыми входами А1 и А2 мультиплексоров сигналов нарастания 25а, 25б, … и 25k (формирования синуса) и спада 26а, 26б, … и 26k (формирования косинуса). При этом разряды d2 и d1 формируют двоичное число, имеющее четыре значения.Bits of a binary number, for example, for n = 4 d 2 and d 1 (the least significant bit) from the outputs of the gyroscopic
Разряды первого двоичного (в параллельном виде) числа К1, величина которого равна, например, 0,2 (в десятичном коде), с выходов а1 а2, … и аk первого задатчика 22а поступают на первые коммутируемые входы мультиплексоров сигналов нарастания 25а, 25б, … и 25k. Причем младший разряд двоичного числа a1 следует с первого выхода задатчика числа 22а и поступает на первый коммутируемый вход X1, со второго его выхода - на первый коммутируемый вход X1 второго мультиплексора сигналов нарастания 25б и т.д. При этом старший разряд k с его выхода аk поступает на первый коммутируемый вход X1 мультиплексора сигналов нарастания 25k.The bits of the first binary (in parallel form) of the number K 1, the value of which is, for example, 0.2 (in decimal code), from the outputs a 1 a 2 , ... and a k of the first master 22a go to the first switched inputs of the multiplexers of the rise signals 25a , 25b, ... and 25k. Moreover, the least significant bit of the binary number a 1 follows from the first output of the setter of number 22a and goes to the first switched input X 1 , from its second output to the first switched input X 1 of the second multiplier 25b, etc. In this case, the senior bit k from its output a k goes to the first switched input X 1 of the multiplexer of the rise signals 25k.
Разряды второго двоичного числа К2, например 0,56 (в десятичном коде), с выходов б1 б2, … и бk второго задатчика числа 22б поступают аналогично на вторые коммутируемые входы Х2 мультиплексоров сигналов нарастания соответственно 25а, 25б, … и 25k. Разряды третьего двоичного числа К3, например 0,83 (в десятичном коде), с выходов в1 в2, … и вk третьего задатчика числа 22в поступают аналогично на третьи коммутируемые входы Х3 мультиплексоров сигналов нарастания соответственно 25а, 25б, … и 25k. Разряды четвертого двоичного числа К4, например 0,98 (в десятичном коде), с выходов м1 м2, … и мk четвертого задатчика числа 22г (в общем случае 22м) поступают аналогично на четвертые коммутируемые входы Х4 (Хм в общем случае) мультиплексоров сигналов нарастания соответственно 25а, 25б, … и 25k.The bits of the second binary number K 2 , for example, 0.56 (in decimal code), from the outputs b 1 b 2 , ... and b k of the second setpoint number 22b are supplied similarly to the second switched inputs X 2 of the rise signal multiplexers, respectively 25a, 25b, ... and 25k. The digits of the third binary number K 3 , for example 0.83 (in decimal code), from the outputs 1 to 2 , ... and k of the third setter number 22c are supplied similarly to the third switched inputs X 3 of the rise signal multiplexers 25a, 25b, ... and 25k. The digits of the fourth binary number K 4 , for example, 0.98 (in decimal code), from the outputs m 1 m 2 , ... and m k of the fourth setter of the number 22g (in the general case 22m) arrive similarly to the fourth switched inputs X 4 (X m in in the general case) multiplexers of slew signals 25a, 25b, ... and 25k, respectively.
Таким образом, в соответствии с изменением двоичного числа (его разрядов d2 и d1) на управляемых входах соответственно А2 и А1 мультиплексоров сигналов нарастания 25а, 25б, … и 25k, на их на выходах формируется в двоичном параллельном коде k-разрядный сигнал нарастания, аналоговый вид которого приведен на эпюре "о" фиг.6, с периодом повторения, соответствующим 90°.Thus, in accordance with the change in the binary number (its bits d 2 and d 1 ) at the controlled inputs of A 2 and A 1 respectively of the multiplexers of the rise signals 25a, 25b, ... and 25k, a k-bit is generated at their outputs in binary parallel code a rise signal, an analog form of which is shown in the diagram "o" of Fig.6, with a repetition period corresponding to 90 °.
Кроме того, разряды четвертого двоичного числа К4, например 0,98 (в десятичном коде), с выходов м1 м2, … и мk четвертого задатчика числа 22г (в общем случае 22м) поступают на первые коммутируемые входы X1 мультиплексоров сигналов спада 26а, 26б, … и 26k. При этом младший разряд м1 двоичного числа К4 с первого выхода четвертого задатчика числа 22г (в общем случае 22м) поступает (в отличие от приведенного выше) на первый вход X1 первого мультиплексора сигналов спада 26а, а старший разряд мk поступает на первый коммутируемый вход X1 мультиплексора сигналов спада 26k.In addition, the digits of the fourth binary number K 4, for example 0.98 (in decimal code), from the outputs m 1 m 2 , ... and m k of the fourth setter of the number 22g (in the general case 22m) are supplied to the first switched inputs X 1 of the signal multiplexers recession 26a, 26b, ... and 26k. In this case, the least significant bit m 1 of the binary number K 4 from the first output of the fourth setter of the number 22g (in the general case 22m) is supplied (in contrast to the above) to the first input X 1 of the first multiplexer of decay signals 26a, and the highest bit m k goes to the first Switched
Разряды третьего двоичного числа К3, например 0,83 (в десятичном коде), с выходов в1, в2, … и вk третьего задатчика числа 22в поступают на вторые коммутируемые входы Х2 мультиплексоров сигналов спада 26а, 26б, … и 26k. Разряды второго двоичного числа К2, например 0,56 (в десятичном коде), с выходов б1 б2, … и бk второго задатчика числа 22б поступают аналогично на третьи коммутируемые входы Х3 мультиплексоров сигналов спада 26а, 26б, … и 26k. Разряды первого двоичного числа К2, например 0,2 (в десятичном коде), с выходов а1 а2, … и аk первого задатчика числа 22а поступают аналогично на четвертые коммутируемые входы Х4 (Хм на фиг.5) мультиплексоров сигналов спада 26а, 26б, … и 26k.The digits of the third binary number K 3 , for example 0.83 (in decimal code), from the outputs 1 , 2 , ... and k of the third setter number 22c are supplied to the second switched inputs X 2 of the decay signal multiplexers 26a, 26b, ... and 26k . The bits of the second binary number K 2 , for example, 0.56 (in decimal code), from the outputs b 1 b 2 , ... and b k of the second setter of the number 22b are supplied similarly to the third switched inputs X 3 of the decay signal multiplexers 26a, 26b, ... and 26k . The digits of the first binary number K 2, for example 0.2 (in decimal code), from the outputs a 1 a 2 , ... and a k of the first setter of the number 22a arrive similarly to the fourth switched inputs X 4 (X m in figure 5) of the signal multiplexers recession 26a, 26b, ... and 26k.
Таким образом, в соответствии с изменением величины двоичного числа на управляющих входах А1 и А2 мультиплексоров сигналов спада 26а, 26б, … и 26k, на их выходах формируется в двоичном параллельном коде сигнал спада, аналоговый вид которого приведен на эпюре "р" фиг.6, с периодом повторения, соответствующего 90°.Thus, in accordance with a change in the binary number at the control inputs A 1 and A 2 of the decay signal multiplexers 26a, 26b, ... and 26k, a decay signal is generated in binary parallel code on their outputs, an analog form of which is shown in the diagram "p" of FIG. .6, with a repetition period corresponding to 90 °.
Сигналы с выходов мультиплексоров формирования сигналов нарастания 25а, 25б, … и 25к поступают на входы переключения соответственно А1 А2, … и Аk первого переключателя сигналов 28а, на входы переключения соответственно В1 В2,.... и Вk которого поступают сигналы с выходов мультиплексоров сигналов спада 26а, 26б, … и 26k.The signals from the outputs of the multiplexers for generating slew signals 25a, 25b, ... and 25k are supplied to the switching inputs A 1 A 2 , ... and A k of the
Сигналы с выходов мультиплексоров сигналов спада 26а, 26б, … и 26k поступают на входы переключения соответственно В1 В2,.... и Вk второго переключателя сигналов 28б, на входы переключения А1 А2,.... и Аk которого поступают сигналы с выходов мультиплексоров сигналов нарастания 25а, 25б, … и 25k.The signals from the outputs of the decay signal multiplexers 26a, 26b, ... and 26k are supplied to the switching inputs B 1 V 2 , .... and B k of the second signal switch 28 b, to the switching inputs A 1 A 2 , .... and A k which receives signals from the outputs of the multiplexers of the rise signals 25a, 25b, ... and 25k.
Разряд d3 (в общем случае dn-1) двоичного числа (эпюра "в" на фиг.6) с выхода гироскопического измерителя угла крена 4 в параллельном виде, логические уровни которого приведены на эпюре "л" фиг.6, поступает на адресный вход управления переключением (соответствующий вход d3 синус-косинусного формирователя 5). Этот вход является входом логической схемы НЕ 27, а также вторыми входами управления переключениями соответственно формирователя синусоиды 23 и косинусоиды 24, т.е. входами В и А соответственно первого 28а и второго 28б переключателей сигналов.The discharge d 3 (in the general case d n-1 ) of a binary number (diagram “c” in FIG. 6) from the output of the gyroscopic
Сигнал с выхода логической схемы НЕ 27 поступает на первые входы управлением переключениями соответственно формирователя синусоиды 23 и косинусоиды 24. При этом входы управления переключениями формирователей синусоиды 23 и косинусоиды 24 являются входами управления А и В, соответственно первого 28а и второго 28б переключателей сигналов.The signal from the output of the logic circuit NOT 27 is fed to the first inputs by the switching control of the
На цифровых выходах формирователей синусоиды 23 и косинусоиды 24, являющимися соответственно выходами первого 28а и второго 28б переключателей сигналов, формируются соответствующие не полные (без знакового разряда) сигналы синуса и косинуса (эпюры "п" и "с" на фиг.6).At the digital outputs of the
Как отмечалось ранее, на третий и четвертый входы преобразователя команд управления 2 также поступают логические уровни сигналов, являющихся знаковыми разрядами двоичных чисел синуса и косинуса. При этом старший разряд d4 (в общем случае dn) двоичного числа (эпюра "м" на фиг.6) с выхода гироскопического измерителя угла крена 4 является знаковым разрядом сигнала синуса. А сигнал с выхода логической схемы исключающее ИЛИ 6 является знаковым разрядом сигнала косинуса эпюра "н" на фиг.6). Причем знаковый разряд, имеющий логический ноль - число (сигнал), положительный, а логическую единицу - отрицательный. Таким образом, заявленное техническое решение:As noted earlier, the third and fourth inputs of the converter of control commands 2 also receive logical levels of signals, which are signed digits of binary sine and cosine numbers. In this case, the senior bit d 4 (in the general case d n ) of a binary number (plot "m" in Fig.6) from the output of the gyroscopic
1. Не содержит элементы, имеющие триггерные функции, например, счетчик импульсов, а значит при изменении величины двоичного числа исключен режим накопления ошибки при определении угла крена ракеты.1. Does not contain elements that have trigger functions, for example, a pulse counter, which means that when changing the value of the binary number, the mode of accumulation of error is excluded when determining the angle of heel of the rocket.
2. Преобразование команд осуществляют непосредственно по положению (наличию) каждого кренового импульса, при этом наличие импульсов помех малой длительности, например, из-за дрожания растра (границы раздела дорожек свет - тень), приводит к кратковременному изменению измеряемого угла крена ракеты на величину, не превышающую единицу младшего разряда.2. The conversion of teams is carried out directly by the position (presence) of each roll pulse, while the presence of short-duration interference pulses, for example, due to a raster jitter (light – shadow track interface), leads to a short-term change in the measured rocket roll angle by an amount, not exceeding a unit of the least significant bit.
3. Изменение направления вращения ракеты по углу крена даже в пределах одного оборота ракеты не оказывает влияния на работоспособность заявленного технического решения.3. Changing the direction of rotation of the rocket along the roll angle, even within one revolution of the rocket, does not affect the performance of the claimed technical solution.
Следовательно, предлагаемая группа изобретений - способ формирования команд управления на ракете, вращающейся по углу крена, система управления ракетой, способ измерения угла крена на ракете, гироскопический измеритель угла крена системы управления ракетой, способ формирования синусного и косинусного сигналов на ракете, вращающейся по углу крена, для формирования команд управления на ней, и синус-косинусный формирователь системы управления ракетой - позволяет повысить эффективность формирования команд управления на ракете за счет обеспечения нечувствительности к изменению направления вращения ракеты по углу крена и повышения помехоустойчивости.Therefore, the proposed group of inventions is a method for generating control commands on a rocket rotating in a roll angle, a rocket control system, a method for measuring roll angle on a rocket, a gyroscopic roll angle meter for a rocket control system, a method for generating sine and cosine signals on a rocket rotating in roll angle , for the formation of control commands on it, and the sine-cosine shaper of the missile control system - allows you to increase the efficiency of the formation of control commands on the rocket due to Sintered insensitivity to change the direction of rotation of the missile roll angle and better noise immunity.
Claims (8)
φN=360°/2N-1,
где N=3, 4,… n - отсчеты дополнительных последовательностей логических уровней, при этом первую, вторую и дополнительные последовательности логических уровней образуют соответственно разряды qn, qn-1 и дополнительные qn-2,… и q1, формирующие число в n-разрядном коде Грея, причем во всех формируемых последовательностях логических уровней моменты переходов из нулевых уровней в единичные, ближайшие к величине угла крена ракеты, равной 0°, должны отставать по фазе от 0° на величину (ΔφN), равную
ΔφN =360°/2N,
где N=1, 2, 3,… n - отсчеты последовательностей логических уровней соответствующих qn, qn-1 qn-2,… и q1, которые преобразуют в двоичное n-разрядное число dn, dn-1 dn-2,… и d1, соответствующее измеренной величине угла крена ракеты.3. A method of measuring the roll angle of a rocket rotating in roll angle, comprising the formation of a roll angle in each roll period of the first and second sequences of logical levels with a gyroscopic sensor, the duration of which is equal to an angular interval of 180 °, characterized in that additional sequences of logical levels are formed, starting with the third, in each of which the zero and unit logical levels have the same duration in angular magnitude (φ N ), equal to
φ N = 360 ° / 2 N-1 ,
where N = 3, 4, ... n are samples of additional sequences of logical levels, while the first, second and additional sequences of logical levels form, respectively, the bits q n , q n-1 and additional q n-2 , ... and q 1, forming the number in the n-bit Gray code, and in all the sequences of logical levels formed, the moments of transitions from zero levels to single ones, closest to the rocket roll angle of 0 °, should be out of phase by 0 ° by (Δφ N ) equal to
Δφ N = 360 ° / 2 N ,
where N = 1, 2, 3, ... n are samples of sequences of logical levels corresponding to q n , q n-1 q n-2 , ... and q 1, which are converted into a binary n-bit number d n , d n-1 d n-2 , ... and d 1 corresponding to the measured value of the angle of heel of the rocket.
где М=1, 2,… 2n-2 - отсчеты дискретных значений в порядке их следования для сигналов нарастания и обратный отсчет для сигналов спада.5. A method of generating sine and cosine signals on a rocket rotating in a roll angle to generate control commands on it, including generating a binary number in parallel form, variable in the angular range of a rocket roll of 0 ° -360 °, characterized in that the binary number in form in a parallel form in the form of n-bit, from which 1, ... and n-2 bits are allocated, the logical levels of which in each quadrant of the angular interval, starting from 0 °, set the corresponding discrete values of the rise and fall signals, determined by k -digit binary number in parallel form, while the logical levels of the n-1 bit of the binary number and its inverted values form the sequence of alternation of the rise and fall signals, as a result of which discrete digital values of a sine wave and cosine wave are generated, which n bits are respectively used as sign digits -th bit of a binary number and the same bit, shifted by 90 °, while the magnitude of the discrete sine and cosine in roll angle is 360 ° / n, and the order of their sequence in each quadran e determines the values of K m of discrete amplitudes in accordance with the expression
where M = 1, 2, ... 2 n-2 are samples of discrete values in the order of their sequence for rise signals and a countdown for fall signals.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012130583/11A RU2514606C2 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Method of generating control commands on rocket rotating on banking angle, rocket control system, method of measuring banking angle on rocket, gyroscopic device for measuring banking angle, method of generating sine and cosine signals on rocket rotating on banking angle, and sine-cosine rocket control system generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012130583/11A RU2514606C2 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Method of generating control commands on rocket rotating on banking angle, rocket control system, method of measuring banking angle on rocket, gyroscopic device for measuring banking angle, method of generating sine and cosine signals on rocket rotating on banking angle, and sine-cosine rocket control system generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012130583A RU2012130583A (en) | 2014-01-27 |
RU2514606C2 true RU2514606C2 (en) | 2014-04-27 |
Family
ID=49956825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012130583/11A RU2514606C2 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Method of generating control commands on rocket rotating on banking angle, rocket control system, method of measuring banking angle on rocket, gyroscopic device for measuring banking angle, method of generating sine and cosine signals on rocket rotating on banking angle, and sine-cosine rocket control system generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2514606C2 (en) |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2131576C1 (en) * | 1998-03-25 | 1999-06-10 | Конструкторское бюро приборостроения | Procedure forming instruction for roll control over regularly spinning rocket missile with use of aerodynamic forces and gear for its implementation |
RU2212629C1 (en) * | 2002-07-22 | 2003-09-20 | Открытое акционерное общество АК "Туламашзавод" | Method for formation of control signals of roll-stabilized ammunition, roll-stabilized ammunition |
RU2219473C1 (en) * | 2002-05-13 | 2003-12-20 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Device for formation of spin-stabilized missile control signals |
RU2235969C1 (en) * | 2002-12-03 | 2004-09-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Device for formation of commands to control a rocket rotating around its longitudinal axis |
RU2280226C1 (en) * | 2004-12-14 | 2006-07-20 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Method for formation of control commands on roll-stabilized rocket, and control system of roll-stabilized rocket |
RU2282129C1 (en) * | 2004-12-14 | 2006-08-20 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Method for formation of control commands on spin-stabilized rocket, rocket control system, method for formation of linearized signal and signal linearizer for its realization |
RU2284001C1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-09-20 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Method for guidance of spin-stabilized missile |
RU2351875C2 (en) * | 2007-05-02 | 2009-04-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Method of generating control instructions for rocket angle of bank, rocket control system, method of converting impulses of rocket rotating along its angle of bank and sine-cosine converter of rocket control system |
RU2362108C2 (en) * | 2007-09-24 | 2009-07-20 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Method for formation of commands to control rockets, rockets rotating along list angle, means of correcting list and corrector for list angle |
RU2423658C2 (en) * | 2009-09-02 | 2011-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" (ОАО "НПП "Конверсия") | Method of controlling and stabilising mobile carrier, integrated system, device for turning antenna reflector in two mutually-perpendicular planes and device for actuating differential aerodynamic controllers for realising said method |
RU2438098C1 (en) * | 2010-07-16 | 2011-12-27 | Открытое акционерное общество "Акционерная Компания "Туламашзавод" | Parameter control method of guided missile rotating about angle of roll, and automated control system for its implementation |
RU2011154540A (en) * | 2011-12-29 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро" | METHOD FOR MEASURING A ROCKET ANGLE, ROTATING REGULARLY TO A ROLL ANGLE, AND A ROCKET ANGLE SENSOR FOR ITS IMPLEMENTATION |
-
2012
- 2012-07-17 RU RU2012130583/11A patent/RU2514606C2/en active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2131576C1 (en) * | 1998-03-25 | 1999-06-10 | Конструкторское бюро приборостроения | Procedure forming instruction for roll control over regularly spinning rocket missile with use of aerodynamic forces and gear for its implementation |
RU2219473C1 (en) * | 2002-05-13 | 2003-12-20 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Device for formation of spin-stabilized missile control signals |
RU2212629C1 (en) * | 2002-07-22 | 2003-09-20 | Открытое акционерное общество АК "Туламашзавод" | Method for formation of control signals of roll-stabilized ammunition, roll-stabilized ammunition |
RU2235969C1 (en) * | 2002-12-03 | 2004-09-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Device for formation of commands to control a rocket rotating around its longitudinal axis |
RU2280226C1 (en) * | 2004-12-14 | 2006-07-20 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Method for formation of control commands on roll-stabilized rocket, and control system of roll-stabilized rocket |
RU2282129C1 (en) * | 2004-12-14 | 2006-08-20 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Method for formation of control commands on spin-stabilized rocket, rocket control system, method for formation of linearized signal and signal linearizer for its realization |
RU2284001C1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-09-20 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Method for guidance of spin-stabilized missile |
RU2351875C2 (en) * | 2007-05-02 | 2009-04-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Method of generating control instructions for rocket angle of bank, rocket control system, method of converting impulses of rocket rotating along its angle of bank and sine-cosine converter of rocket control system |
RU2362108C2 (en) * | 2007-09-24 | 2009-07-20 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Method for formation of commands to control rockets, rockets rotating along list angle, means of correcting list and corrector for list angle |
RU2423658C2 (en) * | 2009-09-02 | 2011-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" (ОАО "НПП "Конверсия") | Method of controlling and stabilising mobile carrier, integrated system, device for turning antenna reflector in two mutually-perpendicular planes and device for actuating differential aerodynamic controllers for realising said method |
RU2438098C1 (en) * | 2010-07-16 | 2011-12-27 | Открытое акционерное общество "Акционерная Компания "Туламашзавод" | Parameter control method of guided missile rotating about angle of roll, and automated control system for its implementation |
RU2011154540A (en) * | 2011-12-29 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро" | METHOD FOR MEASURING A ROCKET ANGLE, ROTATING REGULARLY TO A ROLL ANGLE, AND A ROCKET ANGLE SENSOR FOR ITS IMPLEMENTATION |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012130583A (en) | 2014-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2514606C2 (en) | Method of generating control commands on rocket rotating on banking angle, rocket control system, method of measuring banking angle on rocket, gyroscopic device for measuring banking angle, method of generating sine and cosine signals on rocket rotating on banking angle, and sine-cosine rocket control system generator | |
US3641565A (en) | Digital resolver | |
RU2351875C2 (en) | Method of generating control instructions for rocket angle of bank, rocket control system, method of converting impulses of rocket rotating along its angle of bank and sine-cosine converter of rocket control system | |
JPH0249580Y2 (en) | ||
US4016558A (en) | Apparatus for converting a plurality of signals representative of digital bits of information to an analog signal | |
RU2549231C1 (en) | Method of linearised signal shaping on missile rotating by bank angle signal lineariser switchable signal lineariser integration method for linearised signal shaping and digital integrator for its implementation | |
RU2283466C1 (en) | Method for forming of control commands on spin-stabilized missile, spin-stabilized missile, method for forming of double-sideband linearized signal and reversible signal linearizer | |
SU765845A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
SU1022202A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
RU2108663C1 (en) | Method for converting angle of shaft turn to code | |
SU1092544A1 (en) | Shaft turn angle encoder | |
JP2551680B2 (en) | Position detection device | |
SU756447A1 (en) | Multichannel shaft angular position-to-code converter | |
RU2248092C1 (en) | System for transforming angular displacement of gantry | |
SU411480A1 (en) | ||
SU526934A1 (en) | The converter of an angle of rotation of a shaft in a code | |
RU2017156C1 (en) | Method for measuring speed of shaft rotation and device for implementation of said method | |
SU767965A1 (en) | Analog-digital converter | |
SU1198753A1 (en) | Shaft-turn-angle-to-digital converter | |
SU454574A1 (en) | The way to convert the angle in the code | |
SU789998A1 (en) | Follow-up stochastic integrator | |
SU526931A1 (en) | Angle converter to code | |
SU390546A1 (en) | ALL-UNION I | |
SU362336A1 (en) | CONVERTER ANGLE OF TURNING SHAFT INTO CODE | |
SU1113826A1 (en) | Shaft turn angle encoder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -PD4A- IN JOURNAL 29-2015 FOR INID CODE(S) (73) |