Invențiile se referă la inginerie și instrumente pot fi utilizate în sistemele de ghidare de aeronave (LA). Rezultatul tehnic este îmbunătățirea acurateței. Pentru a obține acest rezultat este introdus în continuare: operațiune de măsurare a accelerației de-a lungul axei longitudinale a obiectului, determinarea vectorului accelerație predeterminate și vectorul unitar al formei vectorului pe axa sistemului legate de obiect de coordonate și pentru a determina valorile accelerațiilor control ale axelor de control al aeronavei. Accelerometru și conversie dispozitiv, care este conectat la o unitate de intrare-ieșire pentru generarea de accelerație predeterminată, cealaltă intrare cu ieșire accelerometru și ieșiri - pentru servomotor intrări. 2 bp. f-ly, 5 bol.
Desene la brevetul Federației Ruse 2343531
Invențiile se referă la sisteme de control pentru obiecte fără pilot și pot fi utilizate în principal în sistemele de ghidare.
Cunoscută este metoda de control [1], care include formarea accelerațiilor date și măsurarea accelerațiilor într-un plan perpendicular pe vectorul cunoscut (raza) și folosind diferența dintre aceste accelerații pentru a controla obiectul.
Dezavantajul metodei cunoscute este complexitatea tehnică a implementării sale. Pentru a implementa metoda, este necesară o buclă de stabilizare a suprasarcinii pe axa sistemului de coordonate a fasciculului, în timp ce implementarea supraîncărcării obiectului este efectuată prin devirarea comenzilor de direcție în axele obiectului asociate. Complexitatea tehnică a creării unei astfel de bucla de stabilizare este evidentă și este confirmată de faptul că metoda cunoscută nu a fost implementată până în prezent.
Metoda cunoscută de control [2], care cuprinde formarea unei accelerație predeterminată într-un plan perpendicular pe vectorul (linia distanta) bine-cunoscut, iar utilizarea acestor accelerații ca accelerațiile definite axa OY1 OZ1 obiect asociat sistemului de coordonate.
Un dezavantaj al metodei cunoscute, a primit ca un prototip, este prezenta drept orientare erorilor de implementare pentru eroarea unghiulară între obiect și carcasă un vector cunoscut [3].
Este cunoscut un dispozitiv de comandă [4] cuprinzând o unitate de accelerare de accelerare și un dispozitiv de acționare, ieșirile unității de formare fiind conectate la intrările respective ale dispozitivului de acționare.
Dezavantajul dispozitivului cunoscut este prezența erorilor în implementarea legii de orientare la discrepanțe unghiulare între corpul obiectului și vectorul cunoscut [3].
Sarcina, pentru a rezolva invențiile îndreptate, este de a crește probabilitatea distrugerii țintei datorită implementării precise a obiectului legii de orientare.
Acest obiectiv este realizat datorită faptului că în metoda propusă obiectul controlului pentru accelerarea cuprinzând formarea accelerație predeterminată într-un plan perpendicular pe vectorul cunoscut al invenției simultan accelerația măsurată în continuare de-a lungul axei longitudinale a obiectului, sunt vectoriale definite accelerații și definesc versorul vectorului cunoscut pe axa cuplată sistem de coordonate și apoi folosind vectorul accelerație predeterminat măsurat prin vectorul accelerație și forma vectorul unitate, sunt valori ale accelerațiilor de control de-a lungul axelor controla obiectul OY1 și O Z1.
Diferențele esențiale ale metodei revendicate din stadiul tehnicii includ faptul că metoda conform invenției generează axe de accelerare control legat sistem de coordonate și permite să găsească astfel de control axa accelerație OY1 și obiect OZ1 acea componentă a vectorului accelerație totală a obiectului pe un plan perpendicular pe vectorul cunoscut este dat accelerații în acest plan. Astfel, soluția revendicată poate realiza cu precizie de orientare obiect legea, indiferent de mărimea accelerației longitudinale și dezaxare unghiulară între vectorul cunoscut și axa longitudinală a obiectului.
Obiectul de control al dispozitivului de accelerare care cuprinde formarea accelerații unitare definite și dispozitivul conform invenției de acționare este administrată suplimentar un accelerometru și un dispozitiv de conversie, n intrări din care sunt conectate la ieșirile respective ale accelerației dat formării blocului, ieșirea accelerometru este conectat la o altă intrare a ieșirilor dispozitivului de conversie care sunt conectate intrările actuatorului.
Diferențele esențiale ale aparatului revendicate de cunoscute includ faptul că acesta cuprinde suplimentar un accelerometru, de-a lungul axei longitudinale a dispozitivului de obiect și de conversie, care genereaza accelerare de control la intrarea dispozitivului de acționare cu eroarea unghiulară dintre sistemele de coordonate și accelerația accelerometrului longitudinal măsurată a obiectului care pune în aplicare cu exactitate o anumită accelerație, formată în conformitate cu legea orientării într-un plan perpendicular pe vectorul cunoscut.
Când treceți pe ținte în mișcare soluții cunoscute constrânge unghiurile de abordare și începe unghiuri la obiectivul de a reduce posibilitatea de a rezolva problema de orientare. Soluția tehnică propusă elimină restricțiile privind colțurile și unghiurile de porniri de apropiere și, astfel, se extinde gama de aplicare a instalațiilor echipate cu un sistem de control construit cu utilizarea soluțiilor propuse, crescând astfel probabilitatea de soluții de succes care vizează problema. Prin urmare, soluția tehnică propusă are o semnificație practică semnificativă.
1 este o diagramă bloc a unui aparat.
Figura 2 prezintă sistemele de coordonate: sistemul de coordonate "1" asociat cu corpul obiectului și sistemul de coordonate "l" asociat liniei cunoscute.
Figura 3 ilustrează grafic ecuația de bază a soluțiilor propuse.
- fig.4, este o diagramă bloc a dispozitivului de generare a accelerației accelerate, indicată prin numărul de referință 1 din fig.1;
5 ilustrează un exemplu numeric.
În descrierea prezentă, se presupune că toate accelerațiile sunt active, incluzând accelerația măsurată de accelerometru de-a lungul axei longitudinale a obiectului. Această ipoteză nu schimbă nimic în esență, ci simplifică descrierea entității tehnice.
Figura 1 este o diagramă bloc a dispozitivului propus, care poate fi utilizată pentru a implementa o metodă pentru controlul unui obiect prin accelerare. Aparatul 1 cuprinde o formațiune bloc de accelerație dat dispozitiv de conversie 2, accelerometrul de-a lungul axei longitudinale 3 și 4. ieșirile unității de acționare 1. n 1 formează accelerații predeterminate sunt conectate la intrările respective ale dispozitivului de conversie 2 și ieșirile n și n 1y și 1z sunt conectate la care corespunde intrărilor actuatorului 4, iar cealaltă intrare este conectată la ieșirea accelerometrului 3 de-a lungul axei longitudinale.
Deoarece unitatea 1 care formează dispozitivul de accelerare predeterminată poate fi utilizat la 4 [5], care cuprinde un coordonator 1 gyrostabilizer 2 cu doi senzori 4 și 5 și unghiul de calcul unitatea 3. N ieșiri coordonator 1 sunt conectate la intrările respective gyrostabilizer 2 pentru a controla sale orientare ca și celelalte două coordonator de ieșire 1 sunt conectate la prima și a doua intrări ale dispozitivului de calcul 3, a treia și a patra intrări conectate la ieșirile senzorilor 4 și 5 unghiuri. Mai mult, ieșirile dispozitivului de calcul 3 sunt ieșiri ale unității 1 pentru generarea accelerațiilor date. Ca dispozitiv de conversie 2, poate fi utilizat un dispozitiv de calcul. Sistemul de stabilizare poate fi utilizat ca servomotor 4.
Metoda este implementată după cum urmează. În conformitate cu o accelerație predeterminată drept ghidare formată pe un plan perpendicular pe vectorul cunoscut determină simultan parametrii de orientare relativă, cum ar fi o matrice, sistemele de coordonate asociate cu obiectul și carcasa unui vector cunoscut măsoară simultan accelerare a lungul axei longitudinale a obiectului. Pentru a determina parametrii orientării reciproce, de exemplu, sunt măsurate unghiurile de orientare ale unui vector cunoscut în raport cu corpul obiectului. Parametrii de accelerație măsurate și orientarea reciprocă predeterminată a accelerației este transformată în normele propuse de aici pentru a controla accelerația, care este alimentat la intrările actuatorului. Controlul accelerației care au valori astfel încât proiecția accelerației completă pe un obiect plan perpendicular pe vectorul cunoscut este accelerația stabilit în acest plan, format în conformitate cu legea de control.
Aparatul funcționează după cum urmează.
Bloc 1 formează unghiuri predeterminate măsoară orientarea relativă accelerare a sistemului de coordonate asociat cu corpul obiectului, și un vector cunoscut și simultan formează o accelerație predeterminată într-un plan perpendicular pe un vector cunoscut. Accelerometrul 3 măsoară simultan accelerația de-a lungul axei longitudinale a obiectului. Accelerația măsurate unghiurile de orientare relativă și accelerația predeterminată furnizată la intrările respective ale dispozitivului de conversie 2 care generează semnale de control sub formă de accelerații de control al porturilor de acționare 4, astfel încât proiecția accelerației totale a obiectului pe un plan perpendicular pe vectorul cunoscut este blocul de accelerare set generat 1 în conformitate cu legea administrației.
Explicarea esenței invenției și justificarea fezabilității acesteia. Se știe că sistemele de ghidare sunt larg răspândite în care, în conformitate cu legea de control, se formează supraîncărcarea specificată într-un plan perpendicular pe vectorul cunoscut. Acest lucru, de exemplu, sistemele bazate pe metoda de navigație proporțională, în care suprasarcină predeterminată proporțională cu intervalul unghiular al vectorului vitezei de rotație (punct focal rază) și aparțin planul perpendicular pe distanța vector. Este de asemenea cunoscut faptul că punerea în aplicare a contururilor de accelerare stabilit în stabilizarea se realizează prin compararea predeterminate și măsurate accelerație de-a lungul axei transversale și control OZ1 OY1 legate sistem de coordonate. În acest caz, majoritatea obiectelor nu dispun de dispozitive de control pentru accelerare de-a lungul axei longitudinale.
În sistemele de ghidare cunoscute, accelerația specificată pe axa sistemului de coordonate asociat:
1) este egal cu accelerația dată, găsită în conformitate cu legea orientării într-un plan perpendicular pe vectorul cunoscut;
2) este egal cu accelerația dată, găsită în conformitate cu legea orientării și împărțită la pătratul cosinus al unghiului dintre sistemele de coordonate.
În cazul planar, pentru varianta 1), proiecția accelerației realizate pe un plan perpendicular pe vectorul cunoscut diferă de accelerația dată de o cantitate care depinde de unghiul dintre sistemele de coordonate. Pentru varianta 2), proiecția accelerației realizate coincide cu accelerația dată.
Cu toate acestea, în ambele cazuri, accelerația reală în planul perpendicular pe vectorul cunoscut diferă de accelerația dată de cel puțin proiecția de accelerație pe acest plan de-a lungul axei longitudinale a obiectului.
Este cunoscut [3] că diferența dintre accelerația realizată și cea dată este percepută de sistemul de control ca o manevră falsă a scopului, reduce gradul de stabilitate al controlului conform legii îndrumării, impune restricții asupra condițiilor de aplicare a obiectelor. Prin urmare, realizarea accelerației, a cărei proiecție pe un plan perpendicular pe vectorul cunoscut este egală cu o accelerație dată în acest plan, rezolvă problema prezentată.
Formularea formală a problemei.
Pentru a realiza cu precizie obiectul legii care controlează accelerația perpendiculară pe vectorul cunoscut, este necesar în planul de control al obiectului să formeze o astfel de accelerație de-a lungul axelor OY1 și OZ1. astfel încât proiecția vectorului de accelerație totală a obiectului pe un plan perpendicular pe vectorul cunoscut este egală cu o accelerație dată în acest plan.
În conformitate cu figura din fig.3, această afirmație poate fi scrisă prin formula
- accelerația de control la intrarea servomotorului;
- în direcția vectorului cunoscut;
- necunoscut factor de scară.
Accelerarea necunoscută a controlului se obține din formula
În nota de coordonate din (2) obținem un sistem de trei ecuații cu trei necunoscute
Din prima ecuație a sistemului (3)
Punând în a doua și a treia ecuație, găsim accelerația cerută la intrarea servomotorului
Rezultă din (4) că sistemul nu are nici o soluție dacă unghiul dintre axa Ox1 a sistemului de coordonate cuplat și direcția vectorului cunoscut este de 90 °.
Sarcina formării accelerațiilor date este complet rezolvată, dacă vectorii u care apar în formula (2) sunt cunoscuți.
În conformitate cu fig.4, unghiurile de poartă b sunt alimentate de la ieșirea unității de formare a accelerației. r și accelerațiile date n în spate și n în spatele zz
într-un plan perpendicular pe vectorul cunoscut.
Din unghiurile de lagăr, se poate construi, de exemplu, o matrice de tranziție între o rază și un sistem de coordonate
Accelerația specificată pe axa sistemului de coordonate cuplat este determinată de formula
Ort al liniei cunoscute în sistemul de coordonate cuplat este dat de
Astfel, toate vectorii de pe partea dreaptă a formulei (2) sunt găsiți, prin urmare problema rezolvării accelerației de control de către obiect în conformitate cu legea de orientare este complet rezolvată.
Un exemplu numeric. Lăsați unghiul dintre axa longitudinală și linia cunoscută să fie 45 °.
Mai mult, r = 45 ° și b = 0. Accelerația specificată este egală cu n spate = 0, n în spatele z = 20 m / s.
Accelerația măsurată de-a lungul axei longitudinale a este 1x = -10 m / s 2.
Înlocuindu-ne în (4) și (5) obținem
Fără a lua în considerare accelerația longitudinală în metoda cunoscută, se formează intrarea actuatorului
sau (cu compensarea integrală a erorii unghiulare)
Figura 5 reprezintă o ilustrare grafică a unui exemplu numeric. Astfel, fezabilitatea soluțiilor tehnice propuse a fost pe deplin dovedită. Exemplul numeric arată clar diferența esențială dintre soluția propusă și soluțiile tehnice cunoscute.
Un unghi semnificativ între axa longitudinală a obiectului și linia de distanță apare atunci când trageți pe ținte mobile, atunci când viteza obiectului și a țintei este comensurabilă, iar pornirea este efectuată sub unghiuri laterale.
1. "Proiectarea sistemelor de ghidare", Ed. E.A.Fedosova. M. Mashinostroenie, 1975, p. 27, 28.
2. "Proiectarea sistemelor de ghidare", ed. E.A.Fedosova. M. Mashinostroenie, 1975, p. 27, 28.
3. "Proiectarea sistemelor de ghidare", Ed. E.A.Fedosova. M. Machine Building, 1975, pp. 26-29.
4. "Sisteme de orientare", EI Krynetsky. M. Mashinostroenie, 1970, pag. 117, 118.
5. "Sisteme de orientare", EI Krynetsky. M. Mashinostroenie, 1970, p.127.
FORMULARUL INVENȚIEI
1. Metodă de control unui obiect de accelerare, care cuprinde formarea accelerație predeterminată într-un plan perpendicular pe un vector cunoscut, caracterizat prin aceea că în continuare accelerația măsurată de-a lungul axei longitudinale a obiectului, sunt prescrise vectorul accelerație și forma vectorul unitate se determină pe obiectul asociat vectorului axa sistemului de coordonate, și apoi folosind vector predeterminate accelerațiile măsurate prin vectorul accelerație și forma vectorul unitate, sunt valori ale accelerațiilor de control de-a lungul axelor de control y1 O și obiectul Oz1.
2. Aparatul de comandă pentru accelerarea obiectului, care cuprinde o accelerare care formează set unitar și elementul de acționare, caracterizat prin aceea că acesta a introdus suplimentar accelerometru și dispozitiv de conversie, n intrări din care sunt conectate la ieșirile respective ale formării blocului dat de accelerare, ieșirea accelerometru este conectat la o altă intrare a dispozitivului de conversie , ale căror ieșiri sunt conectate la intrările servomotorului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: