Proiect Sisteme de Dirijare a Rachetelor

Temă proiect:

Studiul asistat de calculator al dinamicii de stabilizare unghiulară a rachetei în plan vertical cu giroscop diferenţiar, fară reţea de corecţie, la timpul de 10, respectiv 20 de secunde.

Datele iniţiale:

Kv=0.4

Kd=1 v*s/grad

Ks= 0.9 grad/v

Ts=0.2 s

Cerinţe:

1)Determinarea schemelor bloc ale sistemului;

2) Determinarea funcţiei de transfer în circuit închis şi deschis;

3)Realizarea caracteristicilor de frecventă ale sistemului;

4)Determinarea rezervelor de stabilitate ale sistemului ;

5) Realizarea răspunsului la intrare treaptă, respectiv rampă;

6)Determinarea matricilor A, B, C, D ale sistemului.

Pentru realizarea performanţelor impuse, în navigaţie şi în dirijarea aparatelor de zbor este necesară asigurarea stabilitaţii şi, în acelaşi timp, a manevrabilitaţii lor în prezenţa perturbaţiilor interne şi externe. Cu cât coeficientul de amortizare a oscilaţiilor aparatului de zbor este mai mare, cu atât procesul pilotării sau dirijării se simplifică, creşte precizia şi manevrabilitatea. Creşterea stabilitaţii şi manevrabilitaţii aparatului de zbor ,A, se realizează pe baza principiului fundamental al conducerii automate – principiul acţionării prin discordanţă, eroarea ca semnal de conducere exprimând modificarea poziţiei, vitezei unghiulare sau încărcării aerodinamice. Aşadar, sistemele de stabilizare prezintă reacţii negative dupa poziţia, viteza unghiulară şi după suprasarcina, aceasta exprimând precizia şi manevrabilitatea aparatului de zbor. De asemenea in sistemele de stabilizare se pot introduce retele de corecţie serie, paralelă sau mixtă.

Creşterea performanţelor dinamice ale aparatelor de zbor are la bază, de asemenea, utilizarea sintezei optimal şi adaptive ale sistemelor de stabilizare. În cele ce urmează vor fi abordate în special problemele stabilizării rachetelor.

1.1 STABILIZAREA RACHETELOR ANTIAERIENE, RACHETELOR DE TIP AER-AER SI AER-SOL

La rachetele antiaeriene, rachete de tip aer-aer şi aer-sol sistemele de stabilizare înteplinesc totodată şi funcţia de control al suprasarcinii. Deoarece la majoritatea acestora amortizarea oscilaţiilor este slabă (ξ ), este dificil de controlat suprasarcina. În plus odată cu creşterea vitezei şi altitudinii de zbor dificultatea creşte. În concluzie, sistemele de stabilizare trebuie să corecteze caracteristicile dinamice ale rachetelor. De asemenea, se impune ca acestea să reducă influenţa perturbaţiilor exterioare şi a zgomotelor interne. Pentru aceasta, banda de trecere a semnalelor de comandă şi perturbatoare se alege în conformitatea cu indicatorii tehnici de calitate.

Adesea, cerinţele impuse sistemelor de stabilizarea sunt opuse celor impuse sistemelor de dirijare. Astfel, pentru reducerea influenţei zgomotelor asupra sistemelor de stabilizare, se impune micşorarea influenţei reciproce a canalelor rachetei, ceea ce conduce însă la creşterea erorilor dinamice de dirijare şi, implicit, la reducerea eficacitaţii. De aceea, în procesul proiectării sistemelor de stabilizare trebuie adoptate soluţii de compromis.

Pentru fiecare tip de rachetă trebuie detreminaţi coeficienţii , ca funcţii de timp. Coeficienţii de transfer, , caracterizează atât stabilitatea exprimată prin gradul de stabilitate şi rezervele de stabilitate sau prin indicatorul de oscilaţie, cât şi manevrabilitatea rachetei. Manevrabilitatea aparatului de zbor poate fi exprimată cantitativ pe o scală gradată, care permite alegerea manevrabilitaţii acceptabile. Existenţa zeroului aşa cum rezultă din expresia operatorului de transfer, influentează considerabil procesul tranzitoriu, determinând un suprareglaj apreciabil al vitezei unghiulare la un semnal de comandă de tip treaptă. Aprecierea manevrabilităţii se poate face printr-un indicator care exprimă dependenţa raportului sau a produsului de coeficientul de amortizare ξ. Pentru îmbunătăţirea stabilităţii şi creşterea manevrabilităţii se introduce o reacţie negativă dupa viteza unghiulară ,care determină creşterea coeficientului de amortizare.