Способ формирования управляющих сигналов при самонаведении

Авторы патента:

Изобретение относится к системам управления самонаводящихся ракет, в которых имеет место прерывистое поступление информации на вход головки самонаведения. Технический результат - повышение точности наведения. Сущность изобретения состоит в следующем: разворот антенны головки самонаведения на цель после пропадания сигнала, отраженного от цели, осуществляют с переменной угловой скоростью, пропорциональной текущей оценке углового рассогласования, формируемой интегрированием разности угловой скорости линии визирования, полученной с оптимального фильтра, используемого для формирования команд управления в системе самонаведения, и ее значения, измеренного головкой самонаведения. В качестве оценки угловой скорости может быть также использовано нулевое значение. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к системам управления самонаводящихся ракет, в которых имеет место прерывистое поступление сигнала на вход головки самонаведения (ГСН).

Известен способ формирования управляющих сигналов при самонаведении в условиях прерывистого поступления сигнала на вход головки самонаведения, когда для разворота антенны ГСН на цель в перерывах поступления сигнала на привод антенны ГСН подается постоянный управляющий сигнал, пропорциональный угловому рассогласованию между равносигнальным направлением и направлением на цель, измеренному в предшествующий период поступления сигнала, то есть используется экстраполятор нулевого порядка (фиксатор) [1]. Этот способ принят в дальнейшем за прототип.

Недостатком данного способа является то, что при переменной (и тем более неизвестной) длительности перерывов поступления сигналов, что соответствует реальным условиям применения самонаводящихся ракет, этот способ приводит к срыву самонаведения из-за потери сигнала цели и снижению точности наведения ракеты на цель.

Целью данного изобретения является повышение точности наведения ракеты на цель в условиях прерывистого поступления сигналов на вход головки самонаведения.

Указанная цель достигается тем, что в перерывах поступления сигнала на вход головки самонаведения начальное значение сигнала, подаваемого на привод антенны головки самонаведения, устанавливают пропорционально угловому рассогласованию между равносигнальным направлением антенны и направлением на цель, в дальнейшем поворот антенны осуществляют с переменной угловой скоростью, пропорциональной текущей оценке углового рассогласования, формируемой интегрированием разности угловой скорости перемещения линии визирования цели, полученной с выхода фильтра Калмана и ее значения, определенного головкой самонаведения, при этом на вход фильтра Калмана подают сигнал угловой скорости линии визирования цели, определенной головкой самонаведения.

В качестве текущей оценки угловой скорости линии визирования цели в перерывах поступления сигнала может быть использован нулевой сигнал.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого способа, где обозначено:

q - угол визирования цели;

q^* - измеренное значение угла визирования цели (равносигнальное направление антенны ГСН);

- измеренное значение угловой скорости линии визирования;

- оценка угловой скорости линии визирования;

F_п - частота поступления сигнала;

W_opt - оптимальный фильтр системы самонаведения;

К_г - добротность канала углового сопровождения ГСН;

Т_г - постоянная времени канала углового сопровождения ГСН;

1/р - передаточная функция привода антенны ГСН (оператор интегрирования).

В предлагаемом способе в отличие от прототипа в перерывах поступления сигнала разворот антенны ГСН на цель осуществляется с переменной угловой скоростью (фиг.2, где t - текущее время), соответствующей либо ее оценке, сформированной фильтром Калмана [2; 3], осуществляющим в интервалах пропадания сигнала прогнозирование изменения угловой скорости линии визирования (первый способ), либо принимаемой равной нулю (второй способ).

На фиг.3 приведены зависимости отношения среднеквадратического отклонения (СКО) выходного сигнала ГСН прототипа к СКО выходного сигнала предлагаемых способов ( _{прототипа}/ _{предлаг.}) от частоты поступления сигнала F_п .

На фиг.4 приведены зависимости вероятности попадания ракеты в круг радиуса 15 м (P₁₅) относительно цели от частоты поступления сигнала F_п, полученные с помощью имитационного математического моделирования.

При пропадании сигнала на входе головки самонаведения (фиг.1 – ключ разомкнут) на привод антенны ГСН (1/р) поступает сигнал (фиг.2), начальное значение которого пропорционально угловому рассоглассованию между равносигнальным направлением (q^* ) и направлением на цель (q), измеренному в предшествующий период поступления сигнала, формируемый интегрированием разности угловой скорости линии визирования, полученной с фильтра Калмана ( ), и ее значения, измеренного головкой самонаведения ( ). В качестве текущей оценки угловой скорости может быть также использовано нулевое значение ( =0).

Из приведенных зависимостей видно, что предлагаемые способы обеспечивают функционирование системы при переменной длительности перерывов поступления информации и, в частности, обеспечивают сопровождение цели и самонаведение ракеты на цель вплоть до частоты поступления информации, равной 1-2 Гц, в то время как прототип неработоспособен уже при F_п<4 Гц.

Источники информации

1. Первачев С.В. Радиоавтоматика. - М.: Радио и связь. 1982 г., с.203-204. - прототип.

2. Сравнение классической и современной систем наведения самонаводящихся ракет. - Ракетная техника и космонавтика, т. 19, №6, июнь 1981 г., с.185-194.

3. Динамическое проектирование систем управления автоматических маневренных летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1997. - С.329-331.

Формула изобретения

1. Способ формирования управляющих сигналов при самонаведении в условиях прерывистого поступления сигнала на вход головки самонаведения, включающий определение угловой скорости перемещения линии визирования цели, отличающийся тем, что в перерывах поступления сигнала на вход головки самонаведения начальное значение сигнала, подаваемого на привод антенны головки самонаведения, устанавливают пропорционально угловому рассогласованию между равносигнальным направлением антенны и направлением на цель, в дальнейшем поворот антенны осуществляют с переменной угловой скоростью, пропорциональной текущей оценке углового рассогласования, формируемой интегрированием разности угловой скорости перемещения линии визирования цели, полученной с выхода фильтра Калмана и ее значения, определенного головкой самонаведения, при этом на вход фильтра Калмана подают сигнал угловой скорости линии визирования цели, определенной головкой самонаведения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве текущей оценки угловой скорости линии визирования цели в перерывах поступления сигнала используют нулевой сигнал.

РИСУНКИ

Изобретение относится к области вооружения, в частности к артиллерийским управляемым снарядам с лазерным наведением

Комплекс корректируемого артиллерийского вооружения с лазерным наведением // 2231734

Изобретение относится к области вооружения, в частности, к системам управления артиллерийскими управляемыми снарядами с лазерным наведением

Способ управления ракетой, наводящейся на низколетящие цели // 2230281

Изобретение относится к способам управления ракетами, предназначенными для поражения низколетящих целей

Способ наведения летательных аппаратов на наземные объекты // 2229671

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к системам самонаведения летательных аппаратов (ЛА) на наземные объекты

Способ формирования команд наведения управляемой ракеты // 2229086

Изобретение относится к системам наведения управляемых ракет

Способ наведения летательных аппаратов на наземные цели при полуактивном синтезировании апертуры антенны // 2220397

Изобретение относится к системам самонаведения летательных аппаратов на наземные цели

Система наведения управляемого снаряда // 2217692

Изобретение относится к вооружению, в частности к артиллерийским управляемым снарядам с лазерной головкой самонаведения

Система управления самонаводящимся вращающимся снарядом // 2210717

Изобретение относится к области вооружения, в частности к управляемым артиллерийским снарядам с самонаведением

Самонаводящаяся зенитная ракета // 2206057

Изобретение относится к противовоздушной обороне, в частности к зенитным ракетам со средствами самонаведения

Пассивная инфракрасная головка самонаведения вращающейся ракеты // 2197709

Изобретение относится к оборонной технике, а именно к управляемым ракетам, и может использоваться в комплексах вооружения для наведения ракет на наземные и надводные цели

Бортовой комплекс управляемого стабилизированного по крену летательного аппарата с телевизионной головкой самонаведения // 2239770

Изобретение относится к авиационной технике для наведения с высокой точностью и разрушающим воздействием управляемого летательного аппарата, пускаемого с самолета, на различного рода наземные и надводные объекты и сооружения в широком диапазоне условий и режимов применения

Способ стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения // 2247297

Изобретение относится к области вооружения, в частности к управлению артиллерийскими управляемыми снарядами с лазерной полуактивной головкой самонаведения, захватывающей подсвеченную цель на конечном участке траектории

Способ наведения летательного аппарата на интенсивно маневрирующую воздушную цель // 2254542

Изобретение относится к системам самонаведения летательных аппаратов (ЛА)

Способ наведения баллистической ракеты с отделяемым корректируемым боевым модулем // 2254543

Изобретение относится к системам высокоточного вооружения, в частности к системам наведения тактических баллистических ракет

Система наведения управляемых боеприпасов в места размещения оптико-электронных приборов // 2256871

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к способам наведения самодвижущихся управляемых снарядов по отраженному лазерному лучу, и может быть использовано в военной технике

Способ пропорционального наведения летательных аппаратов на наземные объекты // 2261411

Изобретение относится к системам для самонаведения летательных аппаратов (ЛА) с бортовыми радиолокационными станциями (БРЛС), использующими синтезирование апертуры антенны (СА) или доплеровское обужение луча (ДОЛ) на наземные объекты

Бионическая система управления самонаводящейся ракетой // 2261413

Изобретение относится к противовоздушной обороне, в частности к ракетам с самонаведением

Способ стрельбы управляемым снарядом // 2275582

Изобретение относится к области ракетного вооружения, а именно к способам стрельбы управляемыми снарядами из боевых машин пехоты и танков

Способ выработки углов наведения пусковой установки для стрельбы по подводной цели ракетами 90р // 2276317

Изобретение относится к способам выработки углов наведения пусковой установки приборами управления стрельбой

Способ формирования сигнала компенсации влияния продольного ускорения // 2285886

Изобретение относится к системам наведения управляемых ракет