АВТОПИЛОТ ДЛЯ САМОНАВОДЯЩИХСЯ РАКЕТ Советский патент 2007 года по МПК B64C13/18 

Предлагаемое изобретение относится к области управления полетом ракет, а в частности к бортовым системам стабилизации самонаводящихся ракет. Изобретение предназначено для использования в бортовом оборудовании самонаводящихся ракет.

Известен автопилот для самонаводящихся ракет, состоящий из блока формирования команд управления ("головки" самонаведения), датчиков угловых скоростей и поперечных ускорений, сумматоров, сервоприводов управляющих органов ракеты.

Известный автопилот (прототип) описан в книге: Лебедев А.А., Карабанов В.А. Динамика систем управления беспилотными летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1965 (глава IV §2 разделы 2.3., 2.4, глава V §3.4.5).

Аналогичные автопилоты описаны в книгах:

1. Топчеев Ю.И., Потемкин В.Г., Иваненко В.Г. Системы стабилизации. М.: Машиностроение, 1974 (глава II §2.1., 2.2., 2.3.).

2. Блейлок Д.Г. Автоматическое управление самолетами и ракетами. M.: Машиностроение, 1965 (главы 2, 4).

Блок-схема известного автопилота представлена на фиг.1, где приняты следующие обозначения:

1 - блок формирования команд управления;

2 - сумматор;

3 - интегратор;

4 - датчик поперечного ускорения;

5 - сервопривод;

6 - датчик угловой скорости;

λ_y, λ_z - команды управления;

W_y, W_z - поперечные ускорения;

ω_x, ω_y, ω_z - угловые скорости;

J_x, J_y, J_z -^{выходные сигналы интеграторов;}

ε_y, ε_z - выходные сигналы сумматоров.

Недостатком известного автопилота является низкое качество стабилизации и низкая точность отработки команд управления. Эти недостатки обусловлены кинематическим "уходом" интеграторов, возникающим при сложном и интенсивном пространственном угловом движении, характерном для высокоманевренных ракет типа: воздух-воздух, земля-воздух.

Качество стабилизации ракеты и точность отработки команд управления автопилотом ракеты влияют в конечном итоге на величину промаха, поэтому целью изобретения является повышение качества стабилизации и точности отработки команд управления.

Поставленная цель достигается тем, что в состав известного автопилота введен блок коррекции, входы которого подключены к выходам сумматоров и интеграторов, а также к выходу датчика угловой скорости крена, а выходы - к дополнительным входам интеграторов.

Блок-схема предлагаемого автопилота представлена на фиг.2, где дополнительно обозначено:

7 - блок коррекции (БК);

σ_х, σ_y, σ_z - сигналы коррекции;

θ_x, θ_y, θ_z - скорректированные выходные сигналы интеграторов 3.

Существенным отличием предлагаемого автопилота по сравнению с прототипом и аналогами состоит в наличии БК7, функционирование которого описывается выражением:

где - вектор ошибки рассогласования в контуре угловой стабилизации с компонентами θ_x, θ_y, θ_z;

θ - модуль вектора ;

- вектор эквивалентной угловой скорости вращения с компонентами ω_x, ε_y, ε_z;

- вектор коррекции с компонентами σ_x, σ_y, σ_z.

Вектор ориентации образуется при интегрировании с помощью интеграторов 3 выражения вида:

где - производная вектора .

Наличие в составе производной вектора составляющей коррекции обеспечивает компенсацию кинематического "ухода" интеграторов 3 при сложном и интенсивном пространственном угловом движении ракеты, чем достигается необходимый положительный эффект в смысле повышения качества стабилизации ракеты и точности отработки команд управления.

Изобретение относится к области авиационной техники. Автопилот содержит сумматоры каналов тангажа и курса, входы которых соединены с блоком формирования команд управления, датчиками угловых скоростей и датчиками линейных ускорений соответствующих каналов, интеграторы, входы которых в каналах тангажа и курса подключены к выходам соответствующих сумматоров. Вход интегратора в канале крена соединен с выходом датчика угловой скорости крена. Предусмотрены сервоприводы, входы которых соединены с выходами интеграторов и датчиков угловых скоростей соответствующих каналов. Введен блок компенсации кинематического ухода интеграторов, входы которого соединены с выходами сумматоров и датчика угловой скорости крена, а выходы - с входами интеграторов. Технический результат - повышение качества стабилизации. 2 ил.

Автопилот для самонаводящихся ракет, содержащий сумматоры каналов тангажа и курса, входы которых соединены с блоком формирования команд управления, датчиками угловых скоростей и датчиками линейных ускорений соответствующих каналов, интеграторы, входы которых в каналах тангажа и курса подключены к выходам соответствующих сумматоров, а вход интегратора в канале крена соединен с выходом датчика угловой скорости крена, и сервоприводы, входы которых соединены с выходами интеграторов и датчиков угловых скоростей соответствующих каналов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стабилизации ракеты и точности отработки команд управления, в него введен блок компенсации кинематического ухода интеграторов, входы которого соединены с выходами сумматоров, интеграторов и датчика угловой скорости крена, а выходы - с входами интеграторов.