Проектирование систем наведения радиотехнических и оптических комплексов. Часть 2

Московский государственный технический университет 
имени Н. Э. Баумана 
 
 
 
 
 
C.В. Овсянников, А.А. Бошляков, В.И. Рубцов 
 
 
 
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ НАВЕДЕНИЯ 
РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ И ОПТИЧЕСКИХ 
КОМПЛЕКСОВ 
 
Часть 2 
 
 
Рекомендовано Научно-методическим советом 
МГТУ им. Н.Э. Баумана 
в качестве учебного пособия по курсу 
«Проектирование мехатронных систем» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
М о с к в а   
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
2 0 0 9  
 
1 

УДК 535.833(62-52) (075.8) 
ББК 32.965 
        О-34 
Рецензенты: М.В. Баранов, Л.Д. Нечаев 
О-34 
 
Овсянников С.В.  
Проектирование систем наведения радиотехнических и 
оптических комплексов : учеб. пособие : в 2 ч. – ч. 2. / 
С.В. Овсянников, А.А. Бошляков, В.И. Рубцов. – М. Изд-во 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. – 47, [1] с.: ил. 
 
Рассмотрены вопросы проектирования прецизионных систем 
наведения радиотехнических и оптических комплексов на основе 
двухканальных систем в режимах автосопровождения. Приведены 
основные варианты функционального и структурного построения 
двухканальных систем, представлены уравнения динамики двухканальных систем с разделенной нагрузкой с учетом всех основных помех и возмущений, изложена методика синтеза высокоточных систем с компенсирующими связями между каналами. 
Для студентов 5-го и 6-го курсов, изучающих проектирование 
по специальностям «Робототехника» и «Мехатроника». 
 
УДК 535.833(62-52) (075.8) 
                                                         ББК 32.965 
 
Учебное издание 
 
Овсянников Сергей Всеволодович  
Бошляков Андрей Анатольевич  
Рубцов Василий Иванович  
 
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ НАВЕДЕНИЯ 
РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ И ОПТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ 
Часть 2 
 
Редактор С.Ю. Шевченко 
Корректор М.А. Василевская 
Компьютерная верстка И.А. Марковой 
Подписано в печать 20.10.2009. Формат 6084/16. Изд. № 107. 
 Усл. печ. л. 2,79. Тираж 300 экз. Заказ  
 
Издательство МГТУ им.Н.Э. Баумана. 
Типография МГТУ им.Н.Э. Баумана. 
105005, Москва, 2-я Бауманская, 5. 
                                                                     © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009 
 
 
2 

ВВЕДЕНИЕ 
Настоящая работа является продолжением одноименного учебного пособия (Овсянников С.В., Рубцов И.В., Щепетьев В.В. Проектирование систем наведения радиотехнических и оптических комплексов: Учеб. пособие. Ч. 1. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 
2004).  
Во второй части пособия рассмотрены вопросы проектирования 
систем наведения (СН) радиотехнических и оптических комплексов, касающиеся построения прецизионных СН на основе двухканальных систем в режимах автосопровождения. Именно двухканальные системы, и прежде всего их разновидность – системы с 
разделенной нагрузкой, – позволяют сопровождать высокоскоростные и динамичные цели с точностью до единиц угловых минут для 
радиотехнических комплексов и единиц угловых секунд для оптических комплексов. Столь высокую точность наведения невозможно получить без достижения высокой помехозащищенности СН в 
режимах автосопровождения, что обеспечивается прежде всего их 
структурным построением. При проектировании требуется учет 
большого числа внешних и внутренних помех и возмущений, действующих на СН и рассмотренных подробно в первой части пособия, а также динамического взаимодействия между каналами двухканальной системы, которое является одной из ее отличительных 
черт. Наконец, достижение высокой точности невозможно без введения компенсирующих связей между каналами и оптимизации их 
параметров и системы в целом.  
 
 
3 

1. СИСТЕМЫ НАВЕДЕНИЯ 
В РЕЖИМЕ АВТОСОПРОВОЖДЕНИЯ 
1.1. Особенности работы систем наведения 
в режиме автосопровождения 
Как отмечалось в п. 2 первой части учебного пособия, при централизованном управлении система наведения (СН) работает в одном из следующих режимов: 
  режим переброски; 
  режим поиска; 
  режим программного наведения; 
  режим автосопровождения. 
Режим автосопровождения является основным, так как в большинстве случаев для режима программного наведения невозможно 
сформировать в реальном масштабе времени программное управляющее воздействие с погрешностью, необходимой для достижения 
требуемой точности наведения. Функциональная схема простейшей 
СН в режиме автосопровождения представлена на рис. 1, соответствующая ей структурная схема представлена на рис. 2. Выражение 
ошибки СН имеет вид 
 
( )
( )
( ),
n
t
t
t




  
(1) 
где 
( )
( ) ( )





t
p
t  – составляющая ошибки от входного управляющего воздействия (t); 
( )
n t

 – составляющая ошибки от помехи 
приемного устройства n(t);  
1

W
p
p
 
1
( )
( )
,
( )
p





    
( )
( )
n p
p


 
(2) 
– передаточные функции СН по входному управляющему воздействию (t) и по помехе приемного устройства n(t). Здесь 
1( )

W
p  – 
обратная передаточная функция разомкнутой системы; 
1( )
p


 
1
1
( )
W
p


 – обратная передаточная функция замкнутой системы. 
 
4 

Из анализа выражений (1), (2) следует, что для уменьшения составляющей ошибки от входного управляющего воздействия необходимо увеличивать частоту среза (полосу пропускания) привода, а 
для уменьшения составляющей ошибки от помехи приемного устройства – уменьшать ее. Следовательно, имеет место противоречие, 
которое и ограничивает точность наведения. Повысить точность 
наведения в общем случае можно тремя способами: 
 введением производных от управляющего воздействия (см. 
п. 7.1 в первой части учебного пособия); 
 введением в прямую цепь сигнала рассогласования изодромного звена; 
 переходом от одноканального принципа управления к двухканальному. 
 
 
Рис. 1 
 
 
Рис. 2 
 
Первый способ повышения точности наведения в режиме автосопровождения невозможен. Второй не устраняет указанного выше 
противоречия, в силу чего малоэффективен. Реальным является третий способ. Он предполагает использование двухканальных систем 
в режиме автосопровождения. 
 
5