Устройство для угловой стабилизации летательного аппарата

(13) 6 В 64 С 13 00 ОВЗ СОВЕТСКИХОциАлистическтОСУДАРСТВЕННОЕЕДОМСТВО СССР (Г РЕСПУБЛИКАТЕНТНОЕСПАТЕНТ СССР ИЗОБРЕТ СВИДЕТСЛЬСТВ щ ОПИСАН К аВТ 0 РСКОЫУ(56) Хитрина С.М. Динамика систем управления ракет БЦВМ. Машиностроение, 1976, с.35-45.Авторское свидетельство СССР Н 1259629, кл. В 65 С 13/00, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УГЛОВОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА(57) Изобретение относится к устройствам для стабилизации движения летательных аппаратов. Целью является улучшение динамических характеристик устройства для угловой стабилизации летательного аппарата, содержащее датчик отклонения углового положения летательного аппарата от программного значения, преобразователь аналог-код форсирующие звено, преобразователь код в анал, рулевой привод органов управления, первый и второй и третий блоки интегрирования, первый и второй инверторы, первый и второй блоки выделения знака сигнала, блок определения функции смещения и сумматор, за счет введения в него последовательно соединенных четвертого блока интегрирования и третьего инвертора, вход которого связан с вторым входом первого блока выделения знака сигнала, причем вход четвертого блока интегрирования связан с выходом блока определения функции смещения, а его выход-с вторым входом второго блока интегрирования. 3 ил.Изобретение относится к устройствам для стабилизации движения летательных аппаратов (ЛА),Цель изобретения - улучшение динамических характеристик,. На фиг,1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; нэ фиг,2 - статическая характеристика первого блока выделения знака и зпюры сигналов на его входе и выходе; на фиг,3 - эпюры сигналов на входе и выходе блока.На фиг.1 обозначены; 1 - датчик отклонения углового положения летательного аппарата от программного значения; 2 - преобразователь - аналог-код; 3 - форсирующее звено; 4 - преобразователь код-аналог;. 5 - рулевой привод органов управления; 6 - первый блок интегрирования; 7 - первый инвертор, 8 - первый блок выделения знака сигнала; 9 - блок определения функции смещения; 10 - второй блок выделения знака сигнала; 11 - второй блок интегрирования; 12 - второй инвертор; 13 - третий блок интегрирования; 14 - сумматор;15 - четвертый блок интегрирования; 16 - третий инвертор,Устройство содержит последовательно соединенные датчик отклонения углового положения летательного аппарата от программного значения 1, преобразователь аналог-код 2, форсирующее звено 3, преобразователь код-аналог 4, рулевой привод органов управления 5, последовательно соединенные первый блок интегрирования 6, вход которого подключен к входу рулевого привода органов управления 5, и первый инвертор 7, выход которого соединен с вторым входом преобразователя код-аналог 4, последовательно соединенные первый блок выделения знака 8, первый вход которого подключен к первому входу преобразователя аналог-код 2, блок определения функции смещения 9 и второй блок выделения знака 10, выход которого соединен с вторым входом преобразователя аналогкод 2 и с третьим входом преобразователя код-аналог 4, последовательно соединенные четвертый блок интегрирования 15, вход которого соединен с входом второго блока выделения знака 10, второй блок интегрирования 11, второй инвертор 12, третий инвертор 13 и сумматор 14, выход которого подключен к третьему входу преобразователя аналог-код 2, вход третьего блока интегрирования 13 соединен с вторымм входом сумматора 14; третий инвертор 16, вход которого подключен к выходу четвертого блока интегрирования 15, а выход - к второму входу первого блока выделения знака 8. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Устройство работает следующим образом.Датчик отклонения углового положения летательного аппарата от программного значения 1 измеряет угловое положение аппарата, возникшее вследствие воздействия нэ него комплекса возмущений. На выходе его образуется сумма полезного сигнала, пропорционального отклонению стабилизируемого аппарата, и сигналов помех, поступающих на первый вход преобразователя аналог-код 2. Преобразователь аналог-код 2 имеет статическую характеристику реле с зоной нечувствительности и является фильтром высокочастотных по сравнению с полезным сигналом помех, амплитуда которых значительно меньше амплитуды полезного сигнала, и пропускает эти помехи только вблизи моментов переключения реле из одного положения в другое, С выхода преобразователя аналог-код 2 сигнал поступает на форсирующее звено 3,Алгоритм работы форсирующего звена имеет видОзп = К 102 п К 202 п п = 1, 2, 3, .ГДЕ О 2 п, О 2 п- СИГНаЛЫ На ВЫХОДЕ ПрЕОбразователя аналог-код 2 в настоящий и предыдущий моменты времени;Озп - сигнал на выходе форсирующего звена 3.С выхода форсирующего звена 3 сигнал поступает на вход преобразователя коданалог 4, имеющего двухступенчатую релейную характеристику. Выход преобразователя код-аналог 4 соединен с входами рулевого, привода органов управления 5 и первого блока интегрирования 6. Рулевые органы создают управляющий момент и воздействуют на стабилизируемый аппарат, компенсируя тем самым воздействие возмущений, приложенных к нему, Выход блока интегрирования 6 соединен через первый инвертор 7 с вторым входом преобразователя код-аналог 4, Охват преобразователя код-аналог 4 интегрирующей отрицательной обратной связью обеспечивает преобразование релейного сигнала на выходе преобразователя 4 в высокочастотную последовательность импульсов, Частота следования импульсов определяется постоянной времени блока интегрирования 6. Для уменьшения инерционности обратной связи необходимо обнулять блок интегрирования после каждого переключениярелеООп=О, при О 4 п и О 4 п - 1 50и =- 1. 2. 3.где Овп - сигнал на выходе первого блокаинтегрирования 6;О 1 п, Оп- настоЯЩее и пРеДыДУЩеезначение сигнала на выходе преобразователя код-аналог 4,Данное преобразование релейного сигнала на выходе преобразователя 4 в высокочастотную последовательностьимпульсов позволяет исключить резкие перемещения выходного вала рулевого привода органов управления 5 и тем самым даетвозможность предотвратить возбужденияупругих колебаний корпуса летательногоаппарата. При этом необходимо обеспечить, чтобы период следования импульсовбыл бы значительно меньше, чем постоянная времени рулевого привода органов управления 5,Первый блок выделения знака 8 представляет собой релейный элемент с регулируемым смещением статическойхарактеристики, Сигнал с его выхода поступает на вход блока определения функциисмещения 9, который определяет среднееза период изменения значение сигнала.Алгоритм работы блока определенияфункции смещения 9 имеет вид .При09 п 09 п - 1001 Оп = С (Ъ+1 - Лт)При09 п 09 п - 1001 оп = 1010 п п=1,2,3, 1=1,2,3,й+1, Ь - длительность импульсов навходе блока 9 (фиг.З).Сигнал с блока определения функциисмещения 0 подается на второй блок выделения знака 10, имеющий одноступенчатуюрелейную характеристику без зоны нечувствительности, который в зависимости от знака функции смещения, а этот знаксоответствует знаку медленно меняющейсясоставляющей периодического процесса навыходе устройства (датчика отклонения углового положения ЛА от программного значения 1), а значит и знаку внешнеговозмущения, приложенного к ЛА, изменяетвид статических характеристик преобразователей 2, 4 с положительного на отрицательный и наоборот. Такое изменение видастатических характеристик преобразователей 2, 4 обеспечивает однополярный сигнална их выходе, что уменьшает амплитуду быстроменяющейся составляющей периодического процесса в системе стабилизации.Сигнал с выхода четвертого блока интегрирования 15, на вход которого поступает сигнал с выхода блока выделенияфункции смещения 9, подается через инвертор 16 на второй вход первого блока выделения знака 8, В результате этого осуществляется регулирование смещения статической характеристики первого блока выделения знака 8 в соответствии с алгорит- мом 1.1 =Ц +ХУД 16 01 в 910 где 09 = Г - функция смещения;016, О 16 - соответственно текущее и начальное значение смещения статической характеристики первого блока выделения знака 8,Как видно из фиг.2, при увеличении смещения статической характеристики блока 8 изменяются длительность положительных и отрицательных импульсов на его выходе, при этом уменьшается величина функции смещения 09 (фиг,З), При 016 = 01 от = т и функция смещения становится равной нулю. 019 - медленно меняющаяся составляющая сигнала на выходе датчика угла 1,Если в зависимости положить О 16 = О, то можно считать, что при 09 о = Е = 0 016.= =-016 = 01 о, то есть сигнал на выходе первого блока интегрирования 15 представляет собой медленно меняющуюся составляющую сигнала на выходе датчика отклонение углового положения ЛА от программного значения 1, которая пропорционально медленно меняющейся составляющей угла разворота ЛА.Сигнал с выхода четвертого блока интегрирования 15 подается на вход второго блока интегрирования 11 и далее через второй инвертор 12, третий блок интегрирования 13 и сумматор 14 на третий вход преобразователя аналог-код 2. В результате этого происходит регулирование его эоны нечувствительности по закону 15 20 25 30 35 40 45 Ь = Ь-К Б Ю-К ),)О Ю о п 1 10 в о 50 где Ь 1 Ь - текущее и начальное значения 55 равной нулю медленно меняющаяся составляющая Хо, то есть пока не станет равной нулю медленно меняющаяся составляющая угла разворота ЛА при действии как постоянного, так и линейно изменяющегося внешних возмущений.. зоны нечувствительности преобразователя 2. Изменение зоны нечувствительности будет происходить до тех пор, пока не станетИтак, использование непосредственно медленно меняющейся составляющей Хо, а не функции смещения, позволит осуществить плавное перерегулирование уменьшеФормула изобретенияУСТРОЙСТВО ДЛЯ УГЛОВОЙ СТАБИЛИЗАЦИИЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, содержащее последовательно соединенные датчик отклонения углового положения летательного аппарата от программного значения, преобразователь аналог - код, форсирующее звено, преобразователь код - аналог, и рулевой привод органов управления, последовательно соединенные первый блок интегрирования, вход которого связан с выходом преобразователя код - аналог, и первый инвертор, выход которого связан с вторым входом преобразователя код - аналог, последовательно соединенные первый блок выделения знака сигнала, блок , определения функции смещения и второй блок выделения знака сигнала, выход которото соединен с третьим входом преобразователя коданалог, а также с вторым входом ния Хо, что даст возможность улучшить существенно динамические характеристикиустройства. 5преобразователя аналог - код, последовательно соединенные второй блок интегрирования, второй инвертор, третий блок интегрирования и сумматор, выход 10 которого связан с третьим входом и реобраэователя аналог - код, а второй вход - с выходом второго инвертора, причем первый вход первого блока выделения знака сигнала связан с выходом датчика отклонения углового положения летательного аппарата от программного, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, в него введены последовательно соединенные четвертый блок интегрирования и третий инвертор, выход которого соединен с вторым входом первого блока выделения знака сигнала, причем вход четвертого блока интегрирования связан с выходом блока определения функции смещения, а его выход - с входом второго блока интегрирования.1827987 Составитель Н.МорозоваТехред М,Моргентал рректор Н,Бобкова Редактор Тираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1