Управление инерциальное

Максимальная дальность полета Р-5 составляла 1200 километров. Максимальная стартовая масса — 26 тонн. Длина ракеты — 20,75 метра. Максимальный диаметр корпуса — 1,65 метра. Система управления - инерциальная с радиокоррекцией траектории полета. Способ старта — газодинамический. Топливо — этиловый спирт и жидкий кислород. [c.407]

В цикл основных профилирующих дисциплин данной специальности также входят курсы Гироскопические приборы , Элементы конструкций гироскопических приборов , Навигационные системы , Системы автоматического управления летательными аппаратами , Расчет и проектирование гироскопических приборов и систем , Расчет и проектирование инерциальных систем и др. [c.3]

Трехосные, или пространственные, гиростабилизаторы служат для стабилизации и управления платформой гиростабилизатора с установленными на ней различными устройствами вокруг трех осей стабилизации (рис. XX.1) Хо, /о связанных с платформой. Платформа трехосного гиростабилизатора имеет три степени свободы вращения относительно корпуса самолета и, следовательно, в отличие от двухосных гиростабилизаторов и гироскопов в кардановом подвесе, стабилизирующих какой-либо объект в заданной плоскости, осуществляет стабилизацию и управление движением платформы в пространстве трехосные гиростабилизаторы являются пространственными гиростабилизаторами. Применяются гиростабилизаторы, основанные на принципе силовой и индикаторно-силовой гироскопической стабилизации. С использованием трехосных гиростабилизаторов строят центральные пилотажные датчики курса и направления вертикали, головки самонаведения ракет, инерциальные системы навигации и др. В последнем случае гироскопическими чувствительными элементами платформы обычно служат поплавковые гироскопы, взвешенные в жидкости. [c.475]

Использование имеющихся достижений и продолжение работ в области радиоэлектроники, инерциальных навигационных систем и систем автоматического управления полетом обусловят в необходимых случаях возможность вождения самолетов со сверхзвуковыми скоростями на предельно малых высотах и обеспечения высокой надежности и регулярности воздушных пассажирских и грузовых перевозок. [c.404]

В простых системах автономность практически отсутствует и функционирование их в основном определяется только системной информацией. Однако в более сложных случаях ТС должны иметь автономные и, в частности, инерциальные системы управления, как это сделано в авиации. [c.28]

В настоящее время точность прецизионных и поплавковых гироскопов при использовании их в инерциальных системах управления высокая. [c.255]

Продолжим исследование роли инерционных и аэродинамических сил в маховом движении лопасти. Если аэродинамические силы отсутствуют, нет относа ГШ и каких-либо стеснений движению лопасти, то уравнение махового движения имеет вид РР = 0. Решением этого уравнения является функция р = = Pi os г 1 + pis sin г ), где р, и Pis — произвольные постоянные. Таким образом, в этом случае ориентация несущего винта произвольна, но постоянна, так как в отсутствие аэродинамических сил или при нулевом относе ГШ нельзя создать момент на втулке посредством изменения углов установки лопастей или наклона вала винта. Несущий винт ведет себя как гироскоп, который в отсутствие внешних моментов сохраняет свою ориентацию относительно инерциальной системы отсчета. Когда винт вращается в воздухе, угол установки создает аэродинамический момент Me относительно оси ГШ, который можно использовать для отклонения оси винта, т. е. для управления его ориентацией. Если бы / 0 был единственным моментом, го циклическое управление вызывало бы отклонение оси винта с постоянной скоростью. Однако возникает также аэродинамический момент демпфирования 1Щ. Наклон ПКЛ на угол р или Ри создает скорость взмаха (во вращающейся системе координат). Следовательно, момент, порождаемый наклоном плоскости управления, вызывает процессию несущего винта, наклоняя ПКЛ до тех пор, пока маховое движение не создаст момент, обусловленный моментами и как раз достаточный, чтобы уравновесить управляющий момент. Вследствие равновесия моментов, обусловленных углом 0 и скоростью р, несущий винт займет новое устойчивое положение. Таким образом, маховое движение лопастей можно рассматривать с двух точек зрения. Во-первых, лопасть можно считать колебательной системой, собственная [c.191]

В том случае, когда желательна стабилизация спутника относительно инерциальной системы, а вес его ограничен, часто вместо автономной системы управления используется стабилизация за счет собственного вращения спутника. При этом, если кинетическая энергия вращения спутника мала по сравнению с воздействием внешних сил, то возможно движение либрационного вида, т. е. колебание спутника около некоторого среднего положения в системе координат, связанной с каким-либо подвижным направлением, например радиус-вектором орбиты. Такое движение обусловливается ориентирующим действием моментов внешних сил. [c.101]

Стабилизированный вращением космический аппарат аналоги-чен свободному гироскопу. Известно, что положение главной оси такого пироскопа можно изменять относительно инерциального пространства, прикладывая к нему моменты, направленные перпендикулярно оси собственного вращения. Космический аппарат лишен связи с окружающей средой, оттолкнувшись от которой можно было бы создавать подобные моменты. Поэтому реактивный принцип создания управляющих моментов является основным принципом, который может быть использован при создании исполнительных органов систем управления аппаратов, стабилизированных вращением. [c.132]

В процессе полета на аппарат действуют различные возмущения, поэтому его главная ось будет с течением времени уходить от первоначально заданного направления. В связи с этим на аппарате, стабилизированном вращением должна быть предусмотрена система угловой стабилизации. При управлении ставится задача сознательного изменения углового положения главной оси в инерциальном пространстве. Как при стабилизации, так и при управлении возникает потребность в создании таких моментов, которые вызвали бы прецессию аппарата в требуемом направлении. [c.132]

Двухосные гиростабилизаторы применяют для стабилизации и управления радиолокационными антеннами, прицелами, аэрофотоаппаратами, а также в качестве чувствительных элементов автопилотов и инерциальных систем. [c.68]

Конечные ошибки при рассмотренном типе управления весьма малы (порядка I км). Основной источник ошибок — неточное определение положения аппарата в инерциальном пространстве. Навигационные ошибки, в противоположность ошибкам системы управления, накапливаются, и для современных инерциальных систем равны около I км на каждые 1000 км расстояния, пройденного аппаратом по траектории входа. Следует напомнить, что при движений в атмосфере между высотами 50—100 км аппарат окружен плазменной оболочкой, что делает невозможным передачу с Земли какой-либо информации. На высотах ниже 50 км аппарат может принять команды наведения и использовать их для управления при выполнении маневра посадки. [c.156]

В Советском Союзе исследования в направлении создания инерциальных систем велись независимо. Несколько замедлившись во время Великой Отечественной войны, по окончании ее они приобрели новую интенсивность. Сначала были построены сравнительно простые инерциальные системы для управления баллистическими ракетами. Затем, по мере развития ракетной техники и усложнения ее задач, совершенствовались и применяемые в ней инерциальные системы, обеспечивая все более точное наведение ракет при [c.184]

В механике ведутся исследования, имеющие целью выяснить общие для различных гироскопических приборов и инерциальных устройств закономерности. Все более органично в теорию гироскопических и инерциальных < истем входят методы теории управления и теории вероятностей. [c.189]

Освоение космического пространства — это большая комплексная проблема, и указанные выше ассигнования идут, конечно, в разные области науки и промышленности. Львиную долю поглощает ракетная техника (мощеные ракеты-носители) и системы управления полетом. Так, например, в 1964 г. на работы по инерциальным системам управления полетом и инерциальной навигации в США было израсходовано более 1,5 млрд. долларов [c.23]

Инерциальные системы управления и навигации [c.48]

Изложены основные подходы, методы и алгоритмы формирования облика интегрированных систем навигации и управления беспилотных маневренных летательных аппаратов различных классов. Понятие облик включает состав, структуру и алгоритмы соответствующей интегрированной системы. В состав формируемых интегрированных систем входят бесплатформенная инерциальная система и многоканальный GPS/ГЛОНАСС приемник. Обсуждаются вопросы комплексирования навигационных измерений, обработки изображений, включая формирование эталонов. Рассмотрена технология создания объектно-ориентированных программных комплексов для моделирования процессов функционирования рассматриваемых интегрированных систем. Приведены результаты моделирования интегрированных комплексов беспилотных маневренных летательных аппаратов различных классов. [c.1]

Действительно, применительно к беспилотному маневренному объекту, от первого навигационного определения и даже от нескольких последующих за ним, идущих с периодом 1 с, не требуется достижения максимальной точности, поскольку на первом этапе полета требуется лишь несколько снизить область неопределенности знания кинематических параметров движения, обусловленную ошибками знания начальных условий в момент отделения объекта от носителя и влиянием погрешности начальной выставки инерциальной системы изделия. Именно эти факторы, как нетрудно предположить, оказывают доминирующее влияние на погрешности навигации на первом этапе. Указанное сужение области необходимо для того, чтобы по возможности, отдалить тот момент на траектории, когда погрешности БИНС достигнут такого уровня, что они не смогут быть скомпенсированы управлением на оставшейся части траектории из-за ограниченной эффективности последнего. [c.114]

В таких системах возможна комплексная обработка оценок ориентации ЛА и их погрешностей для управления разностью фаз сигналов, принимаемых на интерферометрический антенный модуль от навигационного спутника. Выходы от инерциального измерительного блока [c.121]

Введем также следующие обозначения /о — момент инерции основного жесткого тела ш(ж), Е1 х), I — соответственно погонная масса, жесткость и длина упругих элементов г — радиус основного твердого тела 1) — угол поворота жесткого тела в инерциальной системе координат у х,1) — отклонение точек стержня от недеформированного состояния в момент времени 1. Управление осуществляется с помощью момента Му Ь), приложенного к основному жесткому телу. [c.12]

Система управления - инерциальная, высокоточная на базе БЦВМ, доработанная в части програмно-математи-ческого обеспечения, электрической связи КА с наземной проверочно-пусковой аппаратурой и ввода служебных команд в КА в процессе предстартовой подготовки и полета. [c.100]

Особенно высокие требования по точности и надежности предъявляются к гироскопическим приборам инерциальной системы навигации, поскольку они должны быть нечувавительными к внешним помехам и обеспечивать точное и надежное управление объектом. Очень важным также является требование обеспечения минимального момента трения в опорах карданового подвеса гироскопа. Повышенные требования к точности работы прибора приводят к необходимости применять гироскопы поплавкового типа, а также гироскопы с воздушным подвесом. [c.363]

В ряде работ [108—109] по динамике машин с вариаторами за последние годы наметилась тенденция использовать бесступенчато-регулируемые передачи для управления машинными агрегатами с целью получения реяшмов движения, отвечающих тем или другим требованиям технологических процессов. В этой связи представляет интерес вопрос о влиянии вариатора на поведение приведенного момента всех действуюш их сил, его экстремалей и ветвей инерциальной кривой, отражающих существенные свойства возможных режимов движения машинного агрегата. Рассмотрению этого вопроса и посвящен данный параграф. [c.298]

Определенный интерес в процессе моделирования функционирования системы управления представляло определение углов отклонения связанной системы координат Oxyz от инерциальной системы координат под воздействием управляющего магнитного момента и диссипативных сил. Реализация этой подпрограммы осуществлялась интегрированием системы уравнений [c.197]

Стабилизация вращением, с одной стороны, позволяет существенно сократить аппаратурный состав систем ориентации, а с другой — накладывает на некоторые его элементы специфические требования. Так, полное управление орбитой КА, стабилизированного вращением, возможно только при наличии двух реактивных сопел, что позволяет широко использовать дублирование исполнительных органов системы ориентации. И наоборот, для оценки углового отклонения главной оси в инерциальной системе координат обычные трехстепенные гироскопы в кардановом подвесе нуждаются в дополнительной рамке. [c.251]

Это связано с тем, что жесткая конструкция прибора позволяет выдерживать большие ускорения. Кроме того, военные специалисты считают достоинством лазерного гироскопа тот факт, что его выходной сигнал легко может быть выражен в цифровой форме, позволяющей сопрягать его с бортовой ЭВМ. Летом 1970 года были завершены испытания лазерного гироскопа, созданного по заказу НАСА фирмой Сперри [7]. Отмечается, что эти испытания позволили сформулировать требования для бортовой бескарданной инерциальной системы управления летательным аппаратом. Испытательная установка включала в себя четыре основных блока (рис. 49). В один из них входил лазерный гироскоп, во второй — система контроля параметров измерителя, в третий — цифровая вычислительная машина, в четвертый — индикаторное устройство. С лазерного измерителя угловой скорости на систему контроля параметров поступает выходной сигнал, свидетельствующ,ий о вращении, и сигналы, связанные с температурой внутри блока, с измерением параметров и другие вспомогательные сигналы, которые используются для регулирования режима работы лазерного измерителя. Основной сигнал, несущий информацию о вращении, поступает на ЭВМ, которая используется для проведения необходимых вычислений. В индикаторном устройстве в реальном масштабе времени высвечиваются данные о вычисленных пространственных координатах. Для проведения упомянутых- испытаний лазерный блок был смонтирован на поворотном столе, имеющем электронное управление скоростью вращения в широком диапазоне и приборы контроля. ЭВМ была разработана специально как часть трехстепенной сис=- [c.158]

Теперь рассмотрим, что же такое современная бортовая навигационная система. Развитие навигационной техники, авиационной и космической, показало, что среди систем автоматического управления движением объектов важное значение имеют автономные системы управления, среди которых наибольшее развитие получили инерциальные системы. В инерциальных системах для счисления пути используются датчики первичной информации о движении объекта и счетно-решающие или вычислительные устройства, а в последнее время — бортовые вычислительные машины. Основная первичная информация снимается с датчиков линейных ускорений, называемых акселерометрами. Они дают информацию о характеристиках движения центра масс объекта в инер-циальном пространстве. Но этих данных для управления движением недостаточно. Необходима информация о вращении объекта относительно центра масс. Для этого используются гироскопические устройства. Информация поступает в бортовые ЭВМ (БЭВМ), где вырабатывается сигнал управления, обеспечивающий нужную траекторию полета, а с него —на органы управления полетом либо на двигательную установку или соответствующие рули (газовые или аэродинамические). Исторически сложилось так, что в первых инерциальных системах имелась стабилизированная платформа, которая вначале выставлялась относительно какой-либо системы координат. Наиболее совершенные платформы были оснащены трехосными гироскопическими стабилизаторами. Однако инерциальные системы с гиростабилизированной платформой имеют ряд существенных недостатков. К ним [c.159]

Ptl . 50. Функциональная схема инерциальной системы управления [c.160]

Неожиданный импульс практическому применению инерциальных систем дала разработка баллистических ракет. С одной стороны, для баллистической ракеты инерциальный способ управления был крайне желателен ввиду его полной автономности и неподверженности искусственным и естественным помехам, с другой — благодаря кратковременности управляемого полета ракеты резко снижаются требования к скорости ухода гироскопов. [c.184]

Исследованию свойств инерциальных систем навигации длительного действия в 50—60-е годы были посвящены многочисленные советские и зарубежные работы. В начальной стадии развития корабельных систем навигации делались попытки применять в них платформу, неизменно ориентированную относительно звезд. Так, например, был построен гиростабилизатор первой инерциальной системы в начале 50-х годов под руководством Ч. Дрейпера в США. Применение инерциальной ориентации избазвляет от необходимости управлять прецессией гироскопов и позволяет избежать связанных с таким управлением погрешностей. Географические координаты здесь могут быть материализованы углами между элементами карданова подвеса, что упрощает вычислительную часть системы. С другой стороны, изменение ориентации гироскопов относительно силы тяжести вследствие вращения Земли и перемещений по ней корабля приводит в такой системе к трудно компенсируемым уходам гироскопов от дебаланса масс и к соответствующим ошибкам определения навигационных параметров. Здесь требуется весьма точно задавать и измерять углы. [c.186]

Мы рассмотрели развитие теории гироскопических и инерциальных систем от ее зарождения в середине XIX в. до середины XX в. Это развитие лродолжалось еще быстрее и плодотворнее в последующие годы, приведя к образованию научной базы современных устройств, осуществляющих управление вращательным и поступательным движением различных объектов —кораблей, подводных лодок, танков, самолетов, ракет, космических летательных аппаратов. В теории и технике гироскопических и инерцальных систем наметились новые тенденции. Ведется интенсивная разработка и уже достигнуты определенные успехи в создании гироскопических чувствительных элементов на новых физических и конструктивных принципах. Для поддержания шаровых гироскопов успешно используются электромагнитные и электростатические поля. Создаются так называемые вибрационные гироскопы, которые реагируют на вращательное движение основания угловыми колебаниями тел. Делаются попытки использовать для построения гироскопических чувствительных элементов инерцию жидкости, атомных ядер и оболочек (ядерный гироскоп) и, наконец, инерцию движения фотонов (лазерный гироскоп). В создании последнего достигнуты вполне реальные практические успехи. В результате гироскопом теперь стали называть любое устройство, использующее инерцию и способное обнаруживать абсолютную угловую скорость основания, на котором оно установлено. Ведутся также разработки высокоточных ньютонометров путем совершенствования известных и создания новых конструктивных схем. [c.189]

Как известно, инерциальные навигационные системы позволяют получать всю совокупность необходимых параметров для управления объектом, включая углы ориентации. При этом системы полностью автономны, т. е. для их нормального функционирования не требуется использования какой-либо информации от других систем (кроме, может быть, начала работы, когда требуется задать начальные условия по координатам и проекциям скорости). Еще одним достоинством этих систем является высокая скорость выдачи информации внешним потребителям скорость обновления углов ориентации составляет до 100 Гц, навигационной — от 10 до 100 Гц. Этот показатель для спутниковых систем составляет для лучших приемников 10 Гц, а, как правило, 1 Гц. Вместе с тем, инерциальным системам присуш,и недостатки, которые не позволяют использовать их долгое время в автономном режиме. Измерительным элементам ИНС, прежде всего, гироскопам и акселерометрам, присуш,и собственные методические и инструментальные ошибки, начальные условия не могут быть введены абсолютно точно, вычислитель, входящий в состав ИНС, вносит свои погрешности. Под влиянием этих факторов ИНС работает в так называемом возмущенном режиме, и получаемая с нее информация будет содержать ошибки, вызванные влиянием перечисленных возмущений. Для устранения влияния этих факторов переходят к созданию комплексов, обеспечивая коррекцию ИНС. В зависимости от используемых средств можно выделить следующие виды коррекции [c.21]

Известно, что при оценивании параметров пространственного движения УАСП так называемый вертикальный канал движения, включающий высоту полета, имеет ряд особенностей, главная из которых состоит в необходимости иметь дополнительный источник информации — высотомер, обеспечивающий устойчивое оценивание навигационных параметров в этом канале. Эта особенность вертикального канала достаточно хорошо изучена. В частности комплексное оценивание параметров вертикального движения в инерциальных системах управления полетом достаточно подробно рассмотрено выше. Поэтому в дальнейшем при анализе особенностей реализации алгоритмов обработки информации ограничимся алгоритмами фильтрации в продольном и боковом каналах. [c.147]

Моделирование бортового измерительного комплекса. Бортовой измерительный комплекс маневренного ЛА включает в себя, как правило, блок чувствительных элементов ориентации в пространстве (инерциальные указатели направлений — гиростабилизиро-ванная платформа на гироскопах, блок датчиков угловых скоростей), блок инерциальных измерителей (акселерометры), высотомеры, датчики угла атаки и т. п. Состав конкретной аппаратуры определяется целевой функцией ЛА и алгоритмом интегрированной системы навигации и управления. [c.229]

Приложения. Метод нелинейных преобразований применен [Воротников, 1998, 1999а] для рещения нелинейной игровой задачи управления по части переменных задачи прохождения при неконтролируемых помехах твердым телом заданной ориентащ1и в трехмерном инерциальном пространстве см. главу 4. [c.146]

В данном разделе решается задача 4.1.2 гарантированного прохождения твердым телом заданной ориентации в трехмерном инерциальном пространстве [Воротников, 1998, 1999а]. Такая задача типична для игровых задач управления по части переменных при неконтролируемых помехах, и относится к нелинейным игровым задачам типа жесткой встречи. Она является развитием (на случай действия помех) задачи 3.5.1. [c.238]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...