В качестве вывода можно отметить, что как закон управления по ско­ рости, так и закон управления по скорости и координате могут найти при­ менение: закон управления по скорости в случае, когда требования по точ­ ности не жесткие, например на первых ступенях ЛА; закон управления по скорости и координате - при высоких требованиях к точности стабилиза­ ции движения центра масс ЛА. В дальнейшем исследование системы БС будем осуществлять с учетом того, что реализуется закон управления по скорости и координате.

7.3. Анализ динамики системы боковой стабилизации

Структурная схема дискретной системы БС. Прежде всего, учтем, что в системе БС используется интегрирующий акселерометр с передаточ­ ной функцией

Так как в дискретном вычислительном устройстве реализуется закон управления по скорости и координате, то для определения координаты не­ обходимо проинтегрировать величину скорости. Для решения данной за­ дачи выберем метод численного интегрирования по правилу трапеции. Пе­ редаточная функция дискретного интегратора, интегрирующего по прави­ лу трапеций, представлена в подразделе 2.6 (формула (2.39)).

С учетом выражения (2.39) z- и w-передаточные функции дискретно­ го вычислительного устройства системы БС примут вид

С учетом вышеизложенного структурная схема дискретной системы БС будет иметь вид, показанный на рис. 7.4. Данная схема является доста­ точно сложной. Для ее упрощения примем ряд допущений:

-учтем действие только возмущающей силы на движение центра

масс;

-считаем СУС непрерывной, так как частота квантования в системе угловой стабилизации значительно превышает частоту квантования в сис­ теме БС;

-вследствие того, что собственная частота СУС значительно больше собственной частоты системы БС (примерно на порядок), переходный процесс в СУС заканчивается значительно быстрее, чем в системе БС.

Рис. 7.4

В связи с вышеизложенным будем считать движение в СУС устано­ вившимся. Тогда замкнутая передаточная функция СУС (7.9) упростится:

Упрощенная структурная схема системы БС представлена на рис. 7.5.

Рис. 7.5

Выбор параметров дискретного вычислительного устройства системы БС исходя из удовлетворения требований к точности рабо­ ты.

Требования к точности работы системы БС можно сформулировать следующим образом: установившиеся значения скорости и координаты не должны превышать допустимые пределы zmax, zmax •

Определим характеристическое уравнение замкнутой системы БС:

+ KaK„bZyKi To = 0.

Применив критерий Гурвица, получим условия устойчивости системы БС:

Выражение (7.38), прежде всего, позволяет выбрать соотношение ме­ жду коэффициентами передачи Kz и Kz исходя из устойчивости системы. Анализируя данное выражение, можно оценить влияние периода кванто­ вания на устойчивость системы. Как видно из анализа выражения (7.38), увеличение периода квантования может привести к нарушению условий устойчивости системы. Кроме того, можно отметить, что увеличение ко­ эффициента bzx|, (а этот коэффициент в процессе полета возрастает) отри­

цательно сказывается на устойчивости системы. Отсюда можно сделать вывод о необходимости выбора коэффициентов передачи Kz и Kz, преж­ де всего, для конца участка полета Л А (первой или второй ступеней), когда значение bz^ максимальное.

Таким образом, при реализации закона управления по скорости и ко­ ординате система БС устойчива, а выбор определенных значений коэффи­ циентов Kz , Kz обеспечит требуемое качество регулирования.

7.4. Алгоритм системы боковой стабилизации

На основании выбранных законов управления рассмотрим алгоритм системы боковой стабилизации, реализуемый в бортовом вычислительном устройстве. При выборе алгоритма учитываются, с одной стороны, требо­ вания к характеристикам системы (точности, качеству регулирования и т.д.) на данном этапе полета, с другой - загрузка бортового вычислитель­ ного устройства.

Первая ступень полета Л А. На начальном участке первой ступени полета ЛА (0 < t < t\, где t\ = 50 с) осуществляется программный разворот

по углам тангажа и вращения. В этом случае БЦВМ в основном загружена решением задачи программного разворота и преобразования координат. Можно также отметить, что на данном начальном участке полета не требу­ ется высокой точности регулирования движения центра масс ЛА.

В связи с вышеизложенным в алгоритме системы БС при / < t\учиты­

На последующем этапе полета первой ступени требование к стабили­ зации движения центра масс ужесточается, причем к этому времени закан­ чивается программный разворот ЛА. В данном случае при t\<t< /2, где /2 - время окончания работы первой ступени, в алгоритм системы БС вво­

где z (г) вычисляется путем интегрирования z с помощью правила трапе­ ций, о чем указывалось в предыдущих пара1рафах:

Вторая ступень полета ЛА. На первом этапе полета второй ступени ЛА t2 < t< tj, где /з = (гг - 25) с; /г - время подачи главной команды, в ал­

горитм системы БС вводится поправка на уходы гироприборов AzJ(/):

Azy(r) - постоянная во времени величина, компенсирующая в определен­

ной степени уходы гиростабилизатора, обусловленные явлением дебалан­ са, трением в осях подвеса и другими факторами.

На заключительном этапе полета второй ступени /3< t < tr в алгоритм системы БС вводится поправка AZ* на разбросы точек падения головной

Данный алгоритм позволяет удовлетворить требования к точности и устойчивости системы БС и наилучшим образом использовать возможно­ сти БЦВМ.