Математическая модель контура управления системы радиотеленаведения

Авторы

Буренко Е. А.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

e-mail: super.evgeny-burenko2012@yandex.ru

Аннотация

Рассмотрены принципы построения математических моделей контура управления для системы радиотеленаведения управляемой ракеты при наведении на цель методом совмещения (накрытия цели) с использованием современных программ компьютерного моделирования MathCAD и MATLAB – Simulink. Рассмотрено построение модели в среде MathCAD с использованием метода численного решения системы дифференциальных уравнений, описывающих контур управления (моделирование – как решение задачи Коши), а также построение имитационной модели в среде MATLAB – Simulink на основе математического аппарата функциональных звеньев. Проведено моделирование процессов наведения ракеты на воздушную цель, совершающую манёвр с заданной нормальной перегрузкой. Представлены полученные в результате моделирования траектории движения пункта управления, ракеты и цели, а также основные фазовые переменные модели, характеризующие процесс наведения ракеты на цель. Показаны возможности соответствующих компьютерных программ при моделировании систем наведения. Практическая ценность работы заключается также в возможности использования разработанных математических моделей в учебном процессе для освоения студентами принципов построения и функционирования систем наведения, а также развития навыков математического моделирования соответствующих систем.

Ключевые слова:

радиосистема управления, наведение, радиотеленаведение, наведение в радиолуче, система радиотеленаведения, контур управления, контур наведения, управляемая ракета, задача Коши, математическое моделирование, имитационное моделирование, компьютерное моделирование

Библиографический список

1. Проектирование управляемых ракет класса «воздух – воздух» (теория, конструкция, технология, испытания, экономика, техника безопасности) / Под редакцией Соколовского Г.А. в 2-х ч. – М.: Изд-во ГосМКБ «Вымпел», 2005. – 1168 с.

2. Канащенков А.И., Меркулов В.И. Авиационные системы радиоуправления. Системы командного радиоуправления. Автономные и комбинированные системы наведения. – М.: Радиотехника, 2004. Т. 3. – 320 с.

3. Вейцель В.А., Волковский А.С., Волковский С.А. и др. Радиосистемы управления. – М.: Дрофа, 2005. – 416 с.

4. Вейцель В.А. Радиосистемы и комплексы управления. – М.: Вузовская книга, 2016. – 574 с.

5. Быков А.В., Нестеров С.В. Моделирование радиосистем управления. – Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2013. – 247 с.

6. Мазепа Р.Б., Догаев А.В. Моделирование и оценка эффективности радиосистем управления. – М.: Горячая линия – Телеком, 2019. – 182 с.

7. Толпегин О.А., Кашин В.М., Новиков В.Г. Математические модели систем наведения ракет. – СПб.: Балтийский государственный технический университет, 2016. – 154 с.

8. Бухалев В.А. Основы автоматики и теории управления. – М.: ВВИА им. профессора Н.Е. Жуковского, 2006. – 406 с.

9. Литвинова Д.В. Оценка эффективности системы управления ракеты класса «воздух – воздух» методами математического моделирования // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2020. Т. 18. № 4. С. 43 – 48. DOI: 10.18127/j20700814-202004-05

10. Кристалинский В.Р., Константинов Г.В. О моделировании методов наведения зенитных управляемых ракет с помощью системы Wolfram Mathematica // Системы компьютерной математики и их приложения. 2020. № 21. С. 52 – 58.

11. Быков А.В., Харитонов В.В. Основы математического моделирования радиоэлектронных устройств. – Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2012. – 232 с.

12. Борисов Ю.П., Цветнов В.В. Математическое моделирование радиотехнических систем и устройств. – М.: Радио и связь, 1985. – 176 с.

13. Куликовский А.А. Справочник по радиоэлектронике. В 3 т. – М.: Изд-во «Энергия», 1970. Т. 3. – 816 с.

14. Давыдов Ю.Т., Данич Ю.С., Жуковский А.П. и др. Радиоприёмные устройства. – М.: Высшая школа, 1989. – 342 с.

15. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров. – М.: Высшая школа, 1994. – 544 с.

16. Буренко Е.А. Разработка принципиальной схемы диодного синхронного амплитудного детектора с применением методов математического и схемотехнического моделирования // Международный научно-исследовательский журнал. 2021. № 7 (109). Ч. 1. С. 48 – 68. DOI: 10.23670/IRJ.2021.109.7.008

17. Буренко Е.А. Моделирование контура управления для радиосистем самонаведения при наведении методом пропорциональной навигации // Международный научно-исследовательский журнал. 2021. № 5 (107). Ч. 1. С. 40 – 60. DOI: 10.23670/IRJ.2021.107.5.007

18. Семяшкина М.А., Кошкин Д.В. Математические модели систем наведения // XXXVII студенческая международная научно-практическая конференция «Научное сообщество студентов: Междисциплинарные исследования»: сборник статей. – Новосибирск: Сибирская академическая книга, 2018. № 2 (37). С. 73 – 78.

19. Морозов А.Ю., Ревизников Д.Л. Модификация методов решения задачи Коши для систем обыкновенных дифференциальных уравнений с интервальными параметрами // Труды МАИ. 2016. № 89. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=73407

20. Фадин Д.А. Использование среды MATLAB – Simulink для реализации вычислительных алгоритмов в целочисленных микропроцессорных системах // Труды МАИ. 2015. № 80. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=57021

21. Калягин М.Ю., Волошин Д.А., Мазаев А.С. Моделирование системы управления полётом квадрокоптера в среде Simulink и Simscape Multibody // Труды МАИ. 2020. № 112. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=116625. DOI: 10.34759/trd-2020-112-20

22. Гуськов А.А., Спирин А.А., Норинская И.В. Имитационная модель электромеханического рулевого привода малогабаритного высокоманевренного летательного аппарата // Труды МАИ. 2020. № 111. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=115157. DOI: 10.34759/trd-2020-111-14

23. George M. Siouris. Missile Guidance and Control Systems. New York, Springer, 2004. 681 p.

24. Татарченко А.Е. Управляемые снаряды и ракеты. – М.: Изд-во ДОСААФ, 1962. – 88 с.

Скачать статью