RU2570115C2 - Guidance of aa medium range missile with active self-guidance head at guidance to group concentrated target - Google Patents

Guidance of aa medium range missile with active self-guidance head at guidance to group concentrated target Download PDF

Info

Publication number
RU2570115C2
RU2570115C2 RU2012111378/28A RU2012111378A RU2570115C2 RU 2570115 C2 RU2570115 C2 RU 2570115C2 RU 2012111378/28 A RU2012111378/28 A RU 2012111378/28A RU 2012111378 A RU2012111378 A RU 2012111378A RU 2570115 C2 RU2570115 C2 RU 2570115C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
target
guidance
antenna
missile
group
Prior art date
Application number
RU2012111378/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012111378A (en
Inventor
Иван Викторович Кадученко
Сергей Валентинович Жарков
Сергей Николаевич Финогенов
Михаил Владимирович Жендарёв
Олег Владимирович Васильченко
Николай Михайлович Ломпас
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации
Priority to RU2012111378/28A priority Critical patent/RU2570115C2/en
Publication of RU2012111378A publication Critical patent/RU2012111378A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2570115C2 publication Critical patent/RU2570115C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: control over AA mid-range missile with active self-guided head at guidance to the group concentrated target is based on the application of statistic characteristics of the dependence of angular interferences of radar target on its linear sizes. It consists in that the magnitudes of the target angular coordinates are subjected to adaptive filtration by α-β-γ smoothing process and correction algorithm. The magnitudes thus obtained correspond to angular coordinates of actual target of said group target, not to apparent centre which can be located beyond the limits of the location objects geometrical sizes.
EFFECT: higher accuracy of missile guides at negative interference effects.
4 dwg

Description

Изобретение относится к системам наведения зенитных управляемых ракет (ЗУР). Рассматриваемая ЗУР относится к классу ракет средней дальности с активной радиолокационной головкой самонаведения. Для таких ракет известен способ наведения [1, стр.28], основанный на выработке команд управления пропорционально рассогласованию между положением равносигнального направления антенны пеленгационного устройства и направлением на цель. Согласно этому способу [1] антенна головки самонаведения ЗУР направлена на воздушную цель (направление на цель совпадает с равносигнальным направлением антенны), а при отклонении цели от равносигнального направления антенны, в силу собственного движения и движения ЗУР, на выходе пеленгационного устройства появляется напряжение UД(t), зависящее от величины и знака этого отклонения. Напряжение UД(t) далее фильтруется, усиливается и передается на исполнительное устройство, для выработки команд управления полетом ЗУР, при этом исполнительное устройство изменяет положение антенны так, что равносигнальное направление смещается в пространстве и исходное угловое рассогласование между ним и направлением на цель уменьшается.The invention relates to guidance systems of anti-aircraft guided missiles (SAM). Considered missiles belong to the class of medium-range missiles with active radar homing. For such missiles, a guidance method is known [1, p. 28], based on the development of control commands in proportion to the mismatch between the position of the equal-signal direction of the antenna of the direction-finding device and the direction to the target. According to this method [1], the antenna of the homing missile head is aimed at an air target (the direction to the target coincides with the equal-signal direction of the antenna), and when the target deviates from the equal-signal direction of the antenna, due to its own motion and the movement of the SAM, the voltage U D appears at the output of the direction-finding device (t) depending on the magnitude and sign of this deviation. The voltage U D (t) is further filtered, amplified and transmitted to the actuator to generate missile control commands, while the actuator changes the position of the antenna so that the equal-signal direction moves in space and the initial angular mismatch between it and the direction to the target decreases.

К недостаткам способа следует отнести незащищенность его от негативного влияния угловых шумов цели в случае наведения на групповую сосредоточенную цель (ГСЦ). ГСЦ - это групповая цель, элементы которой находятся в одном импульсном объеме следящего пеленгатора. В случае наведения ЗУР на групповую цель, состоящую из двух и более самолетов, кажущийся центр вторичного излучения всегда находится за пределами реальных объектов локации, а при изменении ракурса групповой цели относительно точки наблюдения этот центр будет блуждать [2].The disadvantages of the method include its insecurity from the negative influence of angular noise of the target in the case of pointing at a group focused target (GSC). GSC is a group target, the elements of which are in the same pulse volume of the tracking direction finder. In the case of pointing the missile to a group target consisting of two or more aircraft, the apparent center of the secondary radiation is always outside the real objects of the location, and when you change the angle of the group target relative to the observation point, this center will wander [2].

Возникновение ошибок пеленга, обусловленных протяженностью цели, приводит к тому, что вероятность вывода ЗУР в трубку промаха существенно снижается. Максимальное снижение вероятности наблюдается при дистанции 150-200 м, характерной для сомкнутых боевых порядков.The occurrence of bearing errors due to the length of the target leads to the fact that the probability of outputting missiles to the miss tube is significantly reduced. The maximum decrease in probability is observed at a distance of 150-200 m, characteristic of closed battle formations.

Задачей изобретения является разработка способа управления ЗУР средней дальности с активной головкой самонаведения при наведении на ГСЦ, адаптивного к интенсивным угловым шумам, с целью повышения точности наведения ЗУР на один из элементов ГСЦ.The objective of the invention is to develop a method for controlling medium-range missiles with an active homing head when pointing at the HSC, adaptive to intense angular noise, in order to improve the accuracy of pointing the missiles at one of the elements of the hSS.

Для решения задачи изобретения предлагается структура системы управления зенитной управляемой ракеты, изображенная на фиг. 1. На чертеже обозначены: 1 - устройство оценки поперечного размера цели, 2 - пороговое устройство, 3 - пеленгационное устройство с антенной, 4 - фильтр низкой частоты, 5 - цифровой α-β-γ фильтр, 6 - усилитель, 7 - исполнительное устройство. Предлагаемая структурная схема отличается от исходной, реализующей способ-прототип, наличием дополнительных элементов 1, 2 и 5, наличием связи 4-5 и 5-6, кроме того, отсутствием связи 4-6.To solve the problem of the invention, a structure of a control system of an anti-aircraft guided missile shown in FIG. 1. On the drawing are indicated: 1 - device for evaluating the transverse size of the target, 2 - threshold device, 3 - direction-finding device with an antenna, 4 - low-pass filter, 5 - digital α-β-γ filter, 6 - amplifier, 7 - actuator . The proposed structural scheme differs from the original one, which implements the prototype method, by the presence of additional elements 1, 2 and 5, the presence of communication 4-5 and 5-6, in addition, the lack of communication 4-6.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что, в отличие от известного способа [1], для повышения точности наведения зенитной управляемой ракеты на групповую сосредоточенную цель принятый антенной пеленгационного устройства сигнал от цели параллельно поступает в устройство оценки поперечного размера цели. Это устройство, оценив поперечный размер цели двухмоментным способом [3], формирует индекс слежения, пропорциональный поперечному размеру цели, и выдает его на пороговое устройство. В пороговом устройстве, в случае превышения значением индекса слежения порогового значения признака групповой цели, формируется команда на включение рекурсивного цифрового α-β-γ фильтра (канал сглаживания). Напряжение UД(t), пропорциональное величине отклонения направления на цель от равно-сигнального направления антенны εл, с выхода фильтра низкой частоты поступает в рекурсивный цифровой α-β-γ фильтр (фиг.2), где аналого-цифровой преобразователь преобразует напряжение UД(t) в цифровой код, который с помощью передаточных функций α-β-γ фильтра с определенными коэффициентами обрабатывается для получения сглаженного значения текущих координат цели с компенсированной флюктуационной составляющей.The essence of the proposed method lies in the fact that, in contrast to the known method [1], in order to increase the accuracy of pointing the anti-aircraft guided missile at a group focused target, the received signal from the target received by the antenna of the direction-finding device enters in parallel with the target lateral size estimation device. This device, having estimated the transverse size of the target in a two-stage way [3], generates a tracking index proportional to the transverse size of the target and gives it to the threshold device. In the threshold device, if the tracking index value exceeds the threshold value of the group target attribute, a command is generated to turn on the recursive digital α-β-γ filter (smoothing channel). The voltage U D (t), proportional to the deviation of the direction of the target from the equal-signal direction of the antenna ε l , from the output of the low-pass filter enters a recursive digital α-β-γ filter (figure 2), where the analog-to-digital converter converts the voltage U D (t) into a digital code, which is processed using the transfer functions of the α-β-γ filter with certain coefficients to obtain a smoothed value of the current target coordinates with a compensated fluctuation component.

Необходимость получения оценок координат цели и параметров ее движения εл, ε . л

Figure 00000001
, ε .. л
Figure 00000002
, приводит к следующему виду уравнений рекурсивного цифрового α-β-γ фильтра:The need to obtain estimates of the coordinates of the target and the parameters of its motion ε l , ε . l
Figure 00000001
, ε .. l
Figure 00000002
leads to the following form of equations of a recursive digital α-β-γ filter:

εи[n]=εэ[n]+αΔε[n]; εи[0]=ε0;ε and [n] = ε e [n] + αΔε [n]; ε and [0] = ε 0 ;

ε . и [ n ] = ε . э [ n ] + β T т Δ ε [ n ] ;     ε . и [ 0 ] = ε . 0

Figure 00000003
; ε . and [ n ] = ε . uh [ n ] + β T t Δ ε [ n ] ; ε . and [ 0 ] = ε . 0
Figure 00000003
;

ε .. и [ n ] = ε .. э [ n 1 ] + γ T т 2 Δ ε [ n ] ;    ε .. и [ 0 ] = ε .. 0 ;                                          (1)

Figure 00000004
ε .. and [ n ] = ε .. uh [ n - one ] + γ T t 2 Δ ε [ n ] ; ε .. and [ 0 ] = ε .. 0 ; (one)
Figure 00000004

ε э [ n ] = ε и [ n 1 ] + T т ε . и [ n 1 ] + T т 2 2 ε .. и [ n 1 ]

Figure 00000005
; ε uh [ n ] = ε and [ n - one ] + T t ε . and [ n - one ] + T t 2 2 ε .. and [ n - one ]
Figure 00000005
;

ε . э [ n ] = ε . и [ n 1 ] + T т ε .. и [ n 1 ]

Figure 00000006
, ε . uh [ n ] = ε . and [ n - one ] + T t ε .. and [ n - one ]
Figure 00000006
,

где εи[n] - измеренное значение текущей угловой координаты линии визирования цели;where ε and [n] is the measured value of the current angular coordinate of the line of sight of the target;

εэ[n] - экстраполированное на n-й такт значение угловой координаты линии визирования целиε e [n] - extrapolated to the nth step value of the angular coordinate of the line of sight of the target

Тт - тактовый период ЦВМ ЗУР;T t - the period of the digital missiles;

ε .. и [ n ]

Figure 00000007
- вычисленное в n-ном такте угловое ускорение линии визирования; ε .. and [ n ]
Figure 00000007
- the angular acceleration of the line of sight calculated in the n-th clock;

ε . э [ n ]

Figure 00000008
- экстраполированная величина скорости вращения линии визирования; ε . uh [ n ]
Figure 00000008
- extrapolated value of the rotation speed of the line of sight;

α, β, γ - коэффициенты корректирующего устройства.α, β, γ are the coefficients of the correction device.

Уравнения (1) отображают работу рекурсивного цифрового α-β-γ фильтра и описывают процедуру формирования измеренных значений εл, ε . л

Figure 00000001
, ε .. л
Figure 00000002
по имеющимся данным и вновь принятым сигналам (Δε[n]). Результаты решения уравнений (1) в виде числовых кодов выдаются потребителям на каждом такте счета. По этим же данным формируются экстраполируемые значения угловых координат линии визирования цели εэ[n+1] и скорости вращения линии визирования цели ε . э [ n + 1 ]
Figure 00000009
для следующего такта вычислений:Equations (1) represent the operation of a recursive digital α-β-γ filter and describe the procedure for generating the measured values of ε l , ε . l
Figure 00000001
, ε .. l
Figure 00000002
according to available data and newly received signals (Δε [n]). The results of solving equations (1) in the form of numerical codes are given to consumers at each step of the account. According to the same data, extrapolated values of the angular coordinates of the target line of sight ε e [n + 1] and the rotation speed of the target line of sight are formed ε . uh [ n + one ]
Figure 00000009
for the following clock cycle:

ε э [ n + 1 ] = ε и [ n 1 ] + T т ε . и [ n 1 ] + T т 2 2 ε .. и [ n ]

Figure 00000010
; ε uh [ n + one ] = ε and [ n - one ] + T t ε . and [ n - one ] + T t 2 2 ε .. and [ n ]
Figure 00000010
;

ε . э [ n + 1 ] = ε . и [ n ] + T т ε . и [ n ]

Figure 00000011
. ε . uh [ n + one ] = ε . and [ n ] + T t ε . and [ n ]
Figure 00000011
.

Уравнение рассогласования на линейном участке дискриминационной характеристики может быть представлено в виде:The mismatch equation on a linear portion of a discriminatory characteristic can be represented as:

Δε[n]=ε[n]-εэ[n],Δε [n] = ε [n] -ε e [n],

Структурная схема рекурсивного цифрового α-β-γ фильтра (фиг. 2) подразумевает z-преобразование выражений (1):The structural diagram of a recursive digital α-β-γ filter (Fig. 2) implies a z-transformation of expressions (1):

Δε(z)=ε(z)-εэ(z);Δε (z) = ε (z) -ε e (z);

ε и ( z ) = z 1 ( ε и ( z ) + T т ε . ( z ) + T т 2 2 ε .. ( z ) ) + α Δ ε ( z )

Figure 00000012
; ε and ( z ) = z - one ( ε and ( z ) + T t ε . ( z ) + T t 2 2 ε .. ( z ) ) + α Δ ε ( z )
Figure 00000012
;

ε . и ( z ) = z 1 ( ε . и ( z ) + T т ε .. ( z ) ) + β T т Δ ε ( z )

Figure 00000013
; ε . and ( z ) = z - one ( ε . and ( z ) + T t ε .. ( z ) ) + β T t Δ ε ( z )
Figure 00000013
;

ε .. и ( z ) = z 1 ε .. ( z ) + γ T т 2 Δ ε ( z ) ;                                                       (2)

Figure 00000014
ε .. and ( z ) = z - one ε .. ( z ) + γ T t 2 Δ ε ( z ) ; (2)
Figure 00000014

ε э ( z ) = z 1 ( ε и ( z ) + T т ε . ( z ) + T т 2 2 ε .. ( z ) )

Figure 00000015
; ε uh ( z ) = z - one ( ε and ( z ) + T t ε . ( z ) + T t 2 2 ε .. ( z ) )
Figure 00000015
;

ε . э ( z ) = z 1 ( ε . и ( z ) + T т ε .. ( z ) )

Figure 00000016
, ε . uh ( z ) = z - one ( ε . and ( z ) + T t ε .. ( z ) )
Figure 00000016
,

и приведение их к виду:and bringing them to mind:

ε и ( z ) = z z 1 ( z 1 T т ε . и ( z ) + z 1 T т 2 2 ε .. ( z ) + α Δ ε ( z ) )

Figure 00000017
; ε and ( z ) = z z - one ( z - one T t ε . and ( z ) + z - one T t 2 2 ε .. ( z ) + α Δ ε ( z ) )
Figure 00000017
;

ε . и ( z ) = z z 1 ( z 1 T т ε .. и ( z ) + z 1 β T т Δ ε ( z ) )

Figure 00000018
; ε . and ( z ) = z z - one ( z - one T t ε .. and ( z ) + z - one β T t Δ ε ( z ) )
Figure 00000018
;

ε .. и ( z ) = z z 1 γ T т 2 Δ ε ( z )

Figure 00000019
. ε .. and ( z ) = z z - one γ T t 2 Δ ε ( z )
Figure 00000019
.

Из уравнений (2) получают передаточные функции замкнутой следящей системы с рекурсивным цифровым α-β-γ фильтром:From equations (2), transfer functions of a closed servo system with a recursive digital α-β-γ filter are obtained:

Ф ε ( z ) = ε и ( z ) ε ( z ) = α z 3 ( 2 α β 0,5 γ ) z 2 + ( α β + 0,5 γ ) z z 3 B z 2 + C z D

Figure 00000020
; F ε ( z ) = ε and ( z ) ε ( z ) = α z 3 - ( 2 α - β - 0.5 γ ) z 2 + ( α - β + 0.5 γ ) z z 3 - B z 2 + C z - D
Figure 00000020
;

Ф ε ( z ) = ε и ( z ) ε ( z ) = β z 3 ( α 2 β ) z 2 + ( β γ ) z ) z 3 B z 2 + C z D

Figure 00000021
F ε ( z ) = ε and ( z ) ε ( z ) = β z 3 - ( α - 2 β ) z 2 + ( β - γ ) z ) z 3 - B z 2 + C z - D
Figure 00000021

Ф ε ( z ) = ε и ( z ) ε ( z ) = 1 T т 2 γ z ( z 1 ) 2 z 3 B z 2 + C z D

Figure 00000022
, F ε ( z ) = ε and ( z ) ε ( z ) = one T t 2 γ z ( z - one ) 2 z 3 - B z 2 + C z - D
Figure 00000022
,

где B=3-α-β-0,5γ, С=3-2α-β+0,5γ, D=1-α.where B = 3-α-β-0.5γ, C = 3-2α-β + 0.5γ, D = 1-α.

Условия устойчивости следящей системы по угловым координатам выводятся на основе анализа коэффициентов характеристического полинома:The stability conditions for the tracking system in angular coordinates are derived based on the analysis of the coefficients of the characteristic polynomial:

Λ(z)=λmzmm-1zm-1+…+λ1z+λ0,Λ (z) = λ m z m + λ m-1 z m-1 + ... + λ 1 z + λ 0 ,

Для полинома третьей степени (m=3) условия устойчивости фильтра имеют вид [4]:For a polynomial of the third degree (m = 3), the filter stability conditions have the form [4]:

{ λ 0 + λ 1 + λ 2 + λ 3 > 0 ; λ 3 + λ 2 + λ 1 + λ 0 > 0 ; λ 3 ( λ 3 λ 1 ) λ 0 ( λ 0 λ 2 ) > 0 ; 3 ( λ 0 λ 3 ) λ 2 λ 0 > 0, }

Figure 00000023
{ λ 0 + λ one + λ 2 + λ 3 > 0 ; λ 3 + λ 2 + λ one + λ 0 > 0 ; λ 3 ( λ 3 - λ one ) - λ 0 ( λ 0 - λ 2 ) > 0 ; 3 ( λ 0 - λ 3 ) - λ 2 - λ 0 > 0 }
Figure 00000023

где λ3=1, λ2=-B, λ1=С, λ0=-Dwhere λ 3 = 1, λ 2 = -B, λ 1 = C, λ0 = -D

Дальнейшие вычисления даютFurther calculations give

α + β < 4 ; 2 α + 2 β + γ < 8 ; α β + α γ 2 γ > 0. }

Figure 00000024
α + β < four ; 2 α + 2 β + γ < 8 ; α β + α γ - 2 γ > 0. }
Figure 00000024

Помимо этого, из принципа физической реализуемости следует, что коэффициенты должны отвечать условию [4]: α>0, β≥0, γ≥0.In addition, it follows from the principle of physical realizability that the coefficients must meet the condition [4]: α> 0, β≥0, γ≥0.

При определении установившейся динамической ошибки необходимо учесть, что следящая система обладает астатизмом третьего порядка, следовательно, в качестве простейшего стандартного входного воздействия D ( t ) = a . 0 6 t 3

Figure 00000025
, вызывающего установившуюся динамическую ошибку, будет приниматься воздействие, содержащее производную третьего порядка, где a . 0 = ε ...
Figure 00000026
, - производная углового ускорения линии визирования цели.When determining the steady-state dynamic error, it is necessary to take into account that the tracking system has third-order astatism, therefore, as the simplest standard input action D ( t ) = a . 0 6 t 3
Figure 00000025
causing a steady-state dynamic error, an action containing a third-order derivative will be accepted, where a . 0 = ε ...
Figure 00000026
, is the derivative of the angular acceleration of the line of sight of the target.

После проведения z-преобразования, входное воздействие имеет вид:After the z-transformation, the input action has the form:

D ( Z ) = a . 0 T т 3 z ( z 2 + 4 z + 1 ) 6 ( z 1 ) 4

Figure 00000027
. D ( Z ) = a . 0 T t 3 z ( z 2 + four z + one ) 6 ( z - one ) four
Figure 00000027
.

Дискретная передаточная функция по ошибке описывается выражением:The discrete transfer function is mistakenly described by the expression:

W о ш ( z ) = 1 Ф D ( z ) = ( 1 α ) ( z + 1 ) 3 z 3 B z 2 + C z D

Figure 00000028
. W about w ( z ) = one - F D ( z ) = ( one - α ) ( z + one ) 3 z 3 - B z 2 + C z - D
Figure 00000028
.

Установившаяся динамическая ошибка принимает вид:The steady-state dynamic error takes the form:

Δ ε д у = lim z 1 z 1 z W о ш ( z ) D ( z ) = 1 α γ a . 0 T т 3

Figure 00000029
. Δ ε d at = lim z one z - one z W about w ( z ) D ( z ) = one - α γ a . 0 T t 3
Figure 00000029
.

Уменьшение динамической ошибки достигается путем увеличения коэффициентов α и γ, при условии, что α<1.A decrease in the dynamic error is achieved by increasing the coefficients α and γ, provided that α <1.

Флюктуационная ошибка определяется по аналогичной методике. Выражения, описывающие дисперсии ошибок измерений, имеют вид:Fluctuation error is determined by a similar technique. The expressions describing the variance of the measurement errors are:

D ε и = β ( 2 α 2 3 α β + 2 β ) + 0,5 α γ ( 2 α + β 4 ) ( α β + 0,5 α γ γ ) ( 4 2 α β ) D ε

Figure 00000030
. D ε and = β ( 2 α 2 - 3 α β + 2 β ) + 0.5 α γ ( 2 α + β - four ) ( α β + 0.5 α γ - γ ) ( four - 2 α - β ) D ε
Figure 00000030
.

Основное противоречие состоит в том, что для снижения флюктуационных ошибок следует уменьшать указанные коэффициенты α, β, γ, однако, при нарушении условий устойчивости, значения дисперсий ошибок измерения становятся бесконечно большими или отрицательными.The main contradiction is that in order to reduce fluctuation errors, the indicated coefficients α, β, and γ should be reduced; however, if the stability conditions are violated, the variances of the measurement errors become infinitely large or negative.

Оптимальные значения коэффициентов α0, β0, γ0 должны удовлетворять следующей системе уравнений [4]:The optimal values of the coefficients α 0 , β 0 , γ 0 must satisfy the following system of equations [4]:

γ 0 2 1 α 0 = I 2 , β 0 = 2 ( 2 α 0 ) 4 1 α 0 , γ 0 = β 0 2 2 α 0 . }                                                          (3)

Figure 00000031
γ 0 2 one - α 0 = I 2 , β 0 = 2 ( 2 - α 0 ) - four one - α 0 , γ 0 = β 0 2 2 α 0 . } (3)
Figure 00000031

В данной системе уравнений I - индекс слежения, характеризующий интенсивность углового шума групповой цели, описываемый выражением:In this system of equations, I is the tracking index characterizing the intensity of the angular noise of the group target, described by the expression:

I = σ ε .. a T т 2 D ц M L ц

Figure 00000032
, I = σ ε .. a T t 2 D c M L c
Figure 00000032
,

где Dц - дальность до цели;where D c - range to the target;

М - коэффициент, характеризующий класс цели;M - coefficient characterizing the class of the goal;

Lц - оценка поперечного размера цели.L C - assessment of the transverse size of the target.

Результаты численного решения системы уравнений (3) позволяют выбрать оптимальные значения коэффициентов рекурсивного цифрового α-β-γ фильтра для конкретных условий работы следящей системы (фиг. 3).The results of the numerical solution of the system of equations (3) allow us to choose the optimal values of the coefficients of the recursive digital α-β-γ filter for specific operating conditions of the tracking system (Fig. 3).

Матрица дисперсий, характеризующая погрешности работы следящей системы с фильтром, имеет вид:The dispersion matrix characterizing the errors of the tracking system with the filter has the form:

D α β γ = ( α 0               β 0 T т                    γ 0 T т 2 β 0 T т     4 α 0 β 0 + γ 0 ( β 0 2 α 0 4 ) 4 T т 2 ( 1 α 0 )     β 0 ( β 0 α 0 ) 2 T т 3 ( 1 α 0 ) γ 0 T т 2          β 0 ( β 0 γ 0 ) 2 T т 3 ( 1 α 0 )                 γ 0 ( β 0 - γ 0 ) T т 4 ( 1 α 0 ) ) D ε

Figure 00000033
D α β γ = ( α 0 β 0 T t γ 0 T t 2 β 0 T t four α 0 β 0 + γ 0 ( β 0 - 2 α 0 - four ) four T t 2 ( one - α 0 ) β 0 ( β 0 - α 0 ) 2 T t 3 ( one - α 0 ) γ 0 T t 2 β 0 ( β 0 - γ 0 ) 2 T t 3 ( one - α 0 ) γ 0 ( β 0 - γ 0 ) T t four ( one - α 0 ) ) D ε
Figure 00000033

Диагональные элементы матрицы характеризуют дисперсии ошибок измерения угловых координат, угловой скорости вращения линии визирования цели и углового ускорения, а остальные элементы - корреляционные моменты связи. Для среднеквадратических ошибок измерений будут корректны выражения:The diagonal elements of the matrix characterize the variance of errors in measuring the angular coordinates, the angular velocity of rotation of the line of sight of the target and angular acceleration, and the remaining elements are the correlation moments of communication. For standard errors of measurements the expressions will be correct:

σ ε и = α 0 σ D

Figure 00000034
; σ ε and = α 0 σ D
Figure 00000034
;

σ ε . и = 4 α 0 β 0 = γ 0 ( β 0 2 α 0 4 ) 4 T т 2 ( 1 α 0 ) σ D

Figure 00000035
; σ ε . and = four α 0 β 0 = γ 0 ( β 0 - 2 α 0 - four ) four T t 2 ( one - α 0 ) σ D
Figure 00000035
;

σ ε .. и = γ 0 ( β 0 α 0 ) T т 4 ( 1 α 0 ) σ D

Figure 00000036
, σ ε .. and = γ 0 ( β 0 - α 0 ) T t four ( one - α 0 ) σ D
Figure 00000036
,

где σ D = D ε

Figure 00000037
- среднеквадратическое значение дискретного белого шума, характеризующего возмущающее воздействие (шум наблюдения).Where σ D = D ε
Figure 00000037
- the rms value of the discrete white noise characterizing the disturbing effect (observation noise).

В канале коррекции, по данным, полученным после измерения размера ГСЦ, формируется сигнал поправки, пропорциональный размеру цели. Величина поправки на истинное положение цели выбирается равнойIn the correction channel, according to the data obtained after measuring the size of the GSC, a correction signal is generated proportional to the size of the target. The value of the correction for the true position of the target is chosen equal to

Δ = ± k h L ц 2 ( 1 e a r c t g ( L ц 2 r л ) )

Figure 00000038
, Δ = ± k h L c 2 ( one - e a r c t g ( - L c 2 r l ) )
Figure 00000038
,

где kh=0,337 1/м, а знак поправки определяется знаком ошибки слежения координатора и положением объекта наведения относительно КЦ.where k h = 0.337 1 / m, and the sign of the correction is determined by the sign of the tracking error of the coordinator and the position of the guidance object relative to the CC.

С целью проверки работоспособности предложенного способа было проведено математическое моделирование с использованием имитационной математической модели системы управления зенитной управляемой ракеты с радиолокационной головкой самонаведения [5] и математических моделей реальных воздушных целей [4]. Результаты моделирования показали, что применение данного способа позволяет повысить точность наведения зенитной управляемой ракеты при стрельбе по групповой цели на 50-60 % (фиг.4). На фиг.4 показано уменьшение величины промаха ЗУР с α-β-γ фильтром при стрельбе по ГСЦ очередью из двух ракет по первой и второй цели (а - первой ракетой, б - второй ракетой).In order to verify the operability of the proposed method, mathematical modeling was carried out using a simulation mathematical model of a control system for an anti-aircraft guided missile with a homing radar [5] and mathematical models of real air targets [4]. The simulation results showed that the application of this method allows to increase the accuracy of guidance of anti-aircraft guided missiles when firing at a group target by 50-60% (figure 4). Figure 4 shows the reduction in missiles missiles with an α-β-γ filter when firing at the GCC with a burst of two missiles at the first and second targets (a - the first missile, b - the second missile).

Таким образом, предложенный способ дал возможность получить сглаженные значения угловых координат групповой сосредоточенной цели, снизив негативное влияние угловых шумов.Thus, the proposed method made it possible to obtain smoothed values of the angular coordinates of a group focused target, reducing the negative effect of angular noise.

Источники информацииInformation sources

1. Первачев С.В. Радиоавтоматика. М.: Радио и связь, 1982. 175 с.1. Pervachev S.V. Radio Automation. M .: Radio and communications, 1982. 175 p.

2. Островитянов Р.В., Басалов Ф.А. Статистическая теория радиолокации протяженных целей. М., Радио и связь, 1982. - 232 с.2. Ostrovityanov R.V., Basalov F.A. Statistical theory of radar extended targets. M., Radio and Communications, 1982.- 232 p.

3. Чертков Е.В. Анализ точностных характеристик двухмоментного способа оценки геометрических размеров воздушных объектов. Деп. рукопись в ЦСИФ. М.: ЦВНИ МО РФ, сер. Б, вып. 59, 2002. - 11 с.3. Chertkov EV Analysis of the accuracy characteristics of the two-stage method for assessing the geometric dimensions of airborne objects. Dep. manuscript in the Center M.: TsVNI MO RF, ser. B, no. 59, 2002. - 11 p.

4. Жарков С.В. Использование адаптивных цифровых фильтров в следящих пеленгаторах зенитных комплексов. // Науч. тр. академии. Смоленск, 1996. Вып. 5. С.63-69.4. Zharkov S.V. The use of adaptive digital filters in the tracking direction finders of anti-aircraft systems. // Scientific. tr academy. Smolensk, 1996. Issue. 5. S. 63-69.

5. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. М., ОФЭРНиО № 16972. 2011. Система управления зенитной управляемой ракеты средней дальности / Жарков С.В., Кадученко И.В.5. Certificate of official registration of the computer program. M., OFERNiO No. 16972. 2011. Control system for anti-aircraft guided medium-range missiles / Zharkov SV, Kaduchenko IV

Claims (1)

Способ управления зенитной управляемой ракетой средней дальности с активной головкой самонаведения при наведении на групповую сосредоточенную цель (ГСЦ), заключающийся в том, что антенна головки самонаведения зенитной управляемой ракеты направлена на групповую сосредоточенную цель (направление на цель совпадает с равносигнальным направлением антенны), а при отклонении цели от равносигнального направления антенны (в силу собственного движения и движения зенитной управляемой ракеты), на выходе пеленгационного устройства появляется напряжение UД(t), зависящее от величины и знака этого отклонения, напряжение UД(t) фильтруется, усиливается и передается на исполнительное устройство, для выработки команд управления полетом зенитной управляемой ракеты, при этом исполнительное устройство изменяет положение антенны так, что равносигнальное направление смещается в пространстве и исходное угловое рассогласование между ним и направлением на цель уменьшается,
отличающийся тем, что принятый антенной пеленгационного устройства сигнал от цели параллельно поступает в устройство оценки поперечного размера цели, где двухмоментным способом осуществляется оценка поперечного размера цели и формируется индекс слежения (пропорциональный поперечному размеру цели), индекс слежения поступает на пороговое устройство, в котором, в случае превышения значения индекса слежения порогового значения признака групповой цели, формируется команда на включение рекурсивного цифрового α-β-γ фильтра (канал сглаживания), значение UД(t) после фильтра низкой частоты поступает в рекурсивный цифровой α-β-γ фильтр, где аналого-цифровой преобразователь преобразует напряжение UД(t) в цифровой код, который с помощью передаточных функций фильтра с оптимальными коэффициентами обрабатывается для получения сглаженного значения текущих координат цели с компенсированной флюктуационной составляющей, в канале коррекции, по данным, полученным после измерения размера ГСЦ, формируется сигнал поправки, пропорциональный размеру цели, полученные значения через цифро-аналоговый преобразователь подаются в исполнительное устройство для выработки команд управления зенитной управляемой ракетой и поворота антенны.
A method of controlling an anti-aircraft guided medium-range missile with an active homing head when pointing at a group focused target (HSS), which consists in the fact that the antenna of the homing anti-aircraft guided missile is directed at a group focused target (the direction to the target coincides with the antenna's equal signal direction), and when deviation of the target from the equal-signal direction of the antenna (due to its own motion and the movement of the anti-aircraft guided missile), at the output of the direction-finding device appears on voltage was U L (t), depending on the magnitude and sign of the deviation, a voltage U L (t) is filtered, amplified and transmitted to an actuator, for generating flight control commands surface-to-air missile, changes the position wherein the actuator of the antenna so that the beams the direction shifts in space and the initial angular mismatch between it and the direction to the target decreases,
characterized in that the signal from the target received by the antenna of the direction-finding device enters in parallel to the target lateral size estimation device, where the lateral target size is estimated and the tracking index is formed (proportional to the transverse target size), the tracking index is transmitted to the threshold device, in which, in in case of exceeding the tracking index value of the threshold value of the group target attribute, a command is generated to turn on the recursive digital α-β-γ filter (the channel is smoothed Nia), a value U A (t) after the low pass filter enters the recursive digital α-β-γ filter, wherein the analog-digital converter converts the voltage U R (t) to a digital code, which via the transmission filter functions with optimal coefficients processed to obtain a smoothed value of the current coordinates of the target with a compensated fluctuation component, in the correction channel, according to the data obtained after measuring the size of the GSC, a correction signal is generated proportional to the size of the target, the obtained values through digital -analog converter is fed to the actuator to generate commands for controlling an anti-aircraft guided missile and turning the antenna.
RU2012111378/28A 2012-03-23 2012-03-23 Guidance of aa medium range missile with active self-guidance head at guidance to group concentrated target RU2570115C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111378/28A RU2570115C2 (en) 2012-03-23 2012-03-23 Guidance of aa medium range missile with active self-guidance head at guidance to group concentrated target

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111378/28A RU2570115C2 (en) 2012-03-23 2012-03-23 Guidance of aa medium range missile with active self-guidance head at guidance to group concentrated target

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012111378A RU2012111378A (en) 2013-09-27
RU2570115C2 true RU2570115C2 (en) 2015-12-10

Family

ID=49253782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012111378/28A RU2570115C2 (en) 2012-03-23 2012-03-23 Guidance of aa medium range missile with active self-guidance head at guidance to group concentrated target

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2570115C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU183669U1 (en) * 2018-05-22 2018-10-01 Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Конструкторское бюро машиностроения" Small-sized anti-aircraft guided missile
RU2694932C1 (en) * 2018-05-22 2019-07-18 Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Конструкторское бюро машиностроения" Small-size anti-aircraft guided missile
RU2735418C2 (en) * 2019-02-25 2020-11-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации Spatial simulation model of automatic maneuverable aircraft control system
RU2799500C1 (en) * 2022-05-04 2023-07-05 Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения Method for capture of anti-aircraft guided missiles for tracking using radar station for tracking targets and missiles

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4115776A (en) * 1977-06-09 1978-09-19 Sperry Rand Corporation Adaptive gain control for radiometric target tracking system
US4522356A (en) * 1973-11-12 1985-06-11 General Dynamics, Pomona Division Multiple target seeking clustered munition and system
US5669581A (en) * 1994-04-11 1997-09-23 Aerojet-General Corporation Spin-stabilized guided projectile
RU2150714C1 (en) * 1999-05-17 2000-06-10 Военный университет войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации Method of measurement of cross-sectional dimensions of radar objects in real time

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4522356A (en) * 1973-11-12 1985-06-11 General Dynamics, Pomona Division Multiple target seeking clustered munition and system
US4115776A (en) * 1977-06-09 1978-09-19 Sperry Rand Corporation Adaptive gain control for radiometric target tracking system
US5669581A (en) * 1994-04-11 1997-09-23 Aerojet-General Corporation Spin-stabilized guided projectile
RU2150714C1 (en) * 1999-05-17 2000-06-10 Военный университет войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации Method of measurement of cross-sectional dimensions of radar objects in real time

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
С.В. Жарков, И.В. Кадученко "ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ЗЕНИТНОЙ УПРАВЛЯЕМОЙ РАКЕТОЙ С РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ГОЛОВКОЙ CАМОНАВЕДЕНИЯ ПРИ НАВЕДЕНИИ НА ГРУППОВУЮ СОСРЕДОТОЧЕННУЮ ЦЕЛЬ", Математическая морфология. Электронный математический и медико-биологический журнал, Том 10, вып. 3. 2011 г. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU183669U1 (en) * 2018-05-22 2018-10-01 Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Конструкторское бюро машиностроения" Small-sized anti-aircraft guided missile
RU2694932C1 (en) * 2018-05-22 2019-07-18 Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Конструкторское бюро машиностроения" Small-size anti-aircraft guided missile
RU2735418C2 (en) * 2019-02-25 2020-11-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации Spatial simulation model of automatic maneuverable aircraft control system
RU2799500C1 (en) * 2022-05-04 2023-07-05 Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения Method for capture of anti-aircraft guided missiles for tracking using radar station for tracking targets and missiles

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012111378A (en) 2013-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107656264B (en) Power resource management method for multi-target tracking of opportunistic array radar in clutter environment
JP6328789B2 (en) Method and apparatus for determining angle of arrival (AOA) in a radar warning receiver
CN102707275B (en) Digital processing method of altimeter of linear frequency modulation continuous wave radar
US7764217B2 (en) Surface RF emitter passive ranging accuracy confirmation algorithm
RU2695496C1 (en) Method and complex for estimating, on a semi-realistic model of efficiency of radio suppression of a radar homing head of a guided missile
CN102568004A (en) Tracking algorithm for high maneuvering targets
RU2570115C2 (en) Guidance of aa medium range missile with active self-guidance head at guidance to group concentrated target
RU2310899C1 (en) Method for normalization of control and stabilization signal of longitudinal-balancing motion of flight vehicle and device for its realization
RU2617830C1 (en) Method of passive single-position-dimensional differential-doppler location of a radio-emitting object roving in the space and a radar location system for the realisation of this method
CN111624549A (en) Passive filtering tracking method under non-common-view condition
Bai et al. The study of guidance performance of a phased array seeker with platform
Özkan et al. Comparison of the strapdown and gimbaled seekers utilized in aerial applications
US20050242242A1 (en) Methods and systems for guiding an object to a target using an improved guidance law
CN102889931B (en) Method for estimating target distance based on dual-waveband infrared radiation
CN112835034B (en) Dual-channel radar ground height measurement system and method
Yaghi et al. Fractional order PID control of a radar guided missile under disturbances
CN113190989B (en) Method for simulating probability of capturing target of composite guided ship-to-air guided missile in complex electromagnetic environment
Subchan et al. The missile guidance estimation using extended kalman filter-unknown input-without direct feedthrough (ekf-ui-wdf) method
RU2586399C2 (en) Method for combination of guiding aircraft
Raj et al. Estimation of line-of-sight rate in a homing Missile Guidance loop using optimal filters
CN114565020A (en) Aircraft sensor signal fusion method based on deep belief network and extended Kalman filtering
CN113281776A (en) Laser radar target intelligent detector for complex underwater dynamic target
Jing et al. Overcoming Unknown Measurement Noise Powers in Multistatic Target Localization: A Cyclic Minimization and Joint Estimation Algorithm.
RU2664258C2 (en) Method of aircraft ground targeting by radar data with antenna aperture synthesization
CN112666547B (en) Radio Doppler signal frequency extraction and off-target measurement method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180324