АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ РУЛЕВОЙ ПРИВОД УПРАВЛЯЕМОГО СНАРЯДА Российский патент 1997 года по МПК F42B15/01 B64C13/36 

Предлагаемое изобретение относится к силовым системам управления летательных аппаратов и наиболее целесообразно может быть использовано в рулевых приводах и автопилотах малогабаритных управляемых снарядов.

Известна релейная система автоматического регулирования [1] принятая за аналог. Релейная система управления содержит суммирующие устройства, релейный элемент и объект управления (линейная часть), охваченные отрицательной обратной связью.

Недостатком известной релейной системы автоматического регулирования является низкая точность отработки входного сигнала.

Известен автоколебательный рулевой привод управляемого снаряда 9М117 [2] принятый за прототип. Он содержит последовательно соединенные суммирующее устройство, корректирующий фильтр, нелинейный элемент, выполненный в виде триггерного устройства, усилитель мощности, рулевую машину с управляющим магнитом, датчик обратной связи, связанный с одним из входов блока вычитания, другой вход которого является входом привода. Недостатком известного автоколебательного рулевого привода являются недостаточно высокая точность и сложность реализации схемы.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности управления управляемого снаряда и упрощение схемы.

Для повышения точности и упрощения схемы между сумматором и релейным элементом установлен корректирующий фильтр интегродифференцирующего типа с преобладанием интегрирования на высоких частотах, имеющий значение амплитудной характеристики на частоте автоколебаний меньше по сравнению со значением амплитудной характеристики на низких (по сравнению с частотой автоколебаний) частотах входного сигнала. Корректирующий фильтр выполнен в виде цепочки из последовательно соединенных резистора и конденсатора, которая включена между входом релейного элемента и общей шиной, при этом сумматор выполнен на трех резисторах, два из которых соединены первыми выводами соответственно с первым и вторым входами сумматора, а вторыми выводами соединены с первым выводом третьего резистора, включенного параллельно цепочке из последовательно соединенных резистора и конденсатора корректирующего фильтра, причем сопротивления третьего резистора и резистора корректирующего фильтра равны между собой.

На чертеже представлен автоколебательный рулевой привод управляемого снаряда из сумматора 1, корректирующего фильтра 2, релейного элемента 3, объекта управления 4, состоящего из усилителя мощности 5 и рулевой машины 6, элемента обратной связи 7. В состав сумматора 1 входит суммирующий резистор 10. Корректирующий фильтр 2 выполнен в виде последовательно соединенных резистора 9 и конденсатора 8, подключенных параллельно суммирующему резистору 10 сумматора 1, причем величина резистора фильтра выбирается равной величине суммирующего резистора.

Устройство работает следующим образом.

При автоколебаниях на выходе релейного элемента возникает сигнал прямоугольной формы с 50% скважностью, который после усиления усилителем мощности отрабатывается рулевой машиной. Поршень рулевой машины колеблется относительно нулевого положения с частотой автоколебаний. Поршень рулевой машины связан с элементом обратной связи, сигнал автоколебаний с выхода которого поступает через сумматор и корректирующий фильтр на вход релейного элемента.

При наличии на входе рулевого привода постоянного или медленноменяющегося управляющего сигнала ошибка на выходе сумматора, которая поступает на вход корректирующего фильтра, содержит кроме высокочастотной составляющей автоколебаний постоянную или медленноменяющуюся составляющую сигнала управления.

При прохождении через корректирующий фильтр высокочастотная составляющая автоколебаний ослабляется по сравнению с постоянной или медленноменяющейся составляющей сигнала управления.

С выхода корректирующего фильтра сигнал, неодинаково ослабленный по составляющим, поступает на вход релейного элемента, скважность сигнала на выходе которого из-за наличия в его входном сигнале постоянной или медленноменяющейся составляющей отличается от 50% Это отличие при одной и той же величине составляющей сигнала управления будет тем больше, чем меньше автоколебательная составляющая на входе релейного элемента.

Таким образом, меньшее относительно сигнала усиление автоколебательной составляющей на входе релейного элемента приводит к большему отклонению от 50% скважности сигнала на его выходе.

Это позволяет увеличить коэффициент усиления по управляющему сигналу релейного элемента и всего рулевого привода в целом, а, следовательно, увеличить его точность.

Сигнал с выхода релейного элемента, отличающийся от 50% скважности, через усилитель мощности отрабатывается рулевой машиной. Поршень рулевой машины перемещается с малой амплитудой автоколебаний относительно ненулевого положения с частотой сигнала управления при медленноменяющемся сигнале.

Сигнал с выхода элемента обратной связи, соединенного с поршнем рулевой машины, поступает на вход сумматора, где суммируется с входным сигналом. С выхода сумматора снимается сигнал ошибки (рассогласования).

Предлагаемый автоколебательный рулевой привод с корректирующим фильтром и позволил повысить точностные характеристики при отработке входных сигналов управления в широком диапазоне изменения шарнирных нагрузок и упростить схему рулевого привода.

Особенностью предложенного рулевого привода с корректирующим фильтром является то, что фильтр, не повышая частоты автоколебаний, позволяет снизить амплитуду автоколебаний, что повышает точность рулевого привода. Рулевой привод позволяет упростить схему и уменьшить габариты бортовой электронной аппаратуры, повысить надежность аппаратуры и уменьшить трудоемкость изготовления.

Изобретение относится к оборонной технике, к управляемым снарядам. Целью изобретения является повышение точности работы рулевого привода и упрощение схемы. Поставленная цель достигается тем, что в автоколебательный рулевой привод управляемого снаряда, содержащий сумматор, первый вход которого является входом привода, последовательно соединенные релейный элемент, усилитель мощности и рулевую машину, выход которой является выходом привода и соединен через элемент обратной связи с вторым входом сумматора, введен корректирующий фильтр интегродифференцирующего типа с преобладанием интегрирования на частотах автоколебаний. Фильтр выполнен в виде цепочки из последовательно соединенных резистора и конденсатора, которая включена между входом релейного элемента и общей шиной, при этом сумматор выполнен на трех резисторах, два из которых соединены первыми выводами соответственно с первым и вторым входами сумматора, а вторыми выводами соединены с первым выводом третьего резистора, включенного параллельно цепочке из последовательно соединенных резистора и конденсатора корректирующего фильтра, причем сопротивления третьего резистора и резистора корректирующего фильтра равны между собой. 1 ил.

Автоколебательный рулевой привод управляемого снаряда, содержащий сумматор, первый вход которого является входом привода, последовательно соединенные релейный элемент, усилитель мощности и рулевую машину, выход которой является выходом привода и соединен через элемент обратной связи с вторым входом сумматора, отличающийся тем, что в него введен корректирующий фильтр интегродифференцирующего типа с преобладанием интегрирования на частотах автоколебаний, выполненный в виде цепочки из последовательно соединенных резистора и конденсатора, которая включена между входом релейного элемента и общей шиной, при этом сумматор выполнен на трех резисторах, два из которых соединены первыми выводами соответственно с первым и вторым входами сумматора, а вторыми выводами соединены с первым выводом третьего резистора, включенного параллельно цепочке из последовательно соединенных резистора и конденсатора корректирующего фильтра, причем сопротивления третьего резистора и резистора корректирующего фильтра равны между собой.