2 Структурный синтез системы стабилизации ЛА.
Кук уже отмечалось ранее, ССТ строятся на основе принципа ОС. Поскольку наведение ЛА на цель осуществляется по методу пропорционального наведения, то необходимо охватить объект отрицательной ОС по угловой скорости тангажа (
). Помимо этого, поскольку на ССТ продольного канала возлагается задача управления нормальными перегрузками, необходимо также использовать ОС по нормальной перегрузке. (На Рис. 3 приведена функциональная схема ССТ).Для организации ОС требуется наличие в системе измерителей, логико-корректирующих устройств, суммирующих устройств и исполнительных механизмов.
В качестве измерителей в системе будем использовать дифференцирующий гироскоп (ДГ) для измерения угловой скорости тангажа, и датчик линейных ускорений (ДЛУ) для измерения вертикальной составляющей нормальной перегрузки.
Логико-корректирующие устройства используются для сглаживания сигналов измерителей, необходимого усиления сигналов и реализации алгоритма управления. В нашем случае используется 3 корректирующих устройства (КУ1, 2, 3). Первое располагается после ДЛУ, выполняет усиление сигнала от измерителя до требуемого уровня, и производит его фильтрацию. Второе располагается после ДГ. Поскольку сигнал от ДГ имеет низкий уровень шумов, КУ2 необходим только для достижения требуемого усиления сигнала. Третий КУ является предусилителем и служит для согласования сигнала ошибки с исполнительным устройством.
Сумматоры строятся на основе операционных усилителей (либо представляются в виде части алгоритма при использовании в ССТ ЦВМ). При синтезе ССТ следует следить за тем, чтобы уровни суммируемых сигналов были одного порядка.
Исполнительное устройство представляет собой рулевой привод (РП) с кинематической передачей (КП), служащей для сопряжения выходного движения привода (обычно линейного) с перемещением аэродинамических органов управления ЛА.
3 Структурные схемы системы стабилизации ЛА. Описание работы системы стабилизации ЛА.
В процессе полёта ССТ работает в двух режимах: режим наведения и режим стабилизации. Каждый из этих режимов обладает своими особенностями: в режиме стабилизации системой отрабатываются возмущающие воздействия со стороны окружающей среды; в режиме наведения происходит отработка сигнала управления. Поэтому возникает необходимость проводить расчёт для каждого случая отдельно.
Для режима стабилизации возмущающий момент пересчитывают на эквивалентное отклонения руля, и подают непосредственно на ПФ ЛА. При этом сигнал управления не рассматривают.
В режиме наведения входным воздействием является сигнал управления. Разность сигнала управления и сигнала ОС образует сигнал ошибки, который после усиления, в качестве управляющего сигнала, подаётся на рулевой привод.
Структурные схемы ССТ для каждого режима представлены на рис. 4 и 5. При построении структурных схем, для упрощения, будем рассматривать КУ1 и ДЛУ; КУ2 и ДГ; КУ3, РП, КП едиными передаточными функциями.
Для получения нормальной перегрузки из угловой скорости тангажа используется ПФ
.Поскольку постоянные времени измерителей значительно меньше постоянных времени ЛА и РП, то будем рассматривать ПФ ДГ и ДЛУ как безынерционные звенья:
; 
.Динамику РП (и включённой в него кинематической передачи) будем описывать колебательным звеном:
.4 Рулевой привод ЛА.
4.1 Предварительный параметрический синтез системы стабилизации ЛА с использованием МСК.
В предыдущем параграфе были получены структурные схемы и вид ПФ ССТ. Произведём расчёт недостающих параметров ПФ системы методом стандартных коэффициентов (МСК). Поскольку для большинства реальных устройств, использующихся на борту (привод, ДЛУ, ДГ) затруднительна перестройка параметров, расчёт проведём только для наиболее тяжёлого режима: режима наведения с максимальным скоростным напором, и полученные значения параметров будем использовать для всех режимов полёта.
Запишем выражение для ПФ системы Рис. 4 от управляющего сигнала до нормальной перегрузки:
. (5)В выражение (5) подставим ранее полученные ПФ, и произведём упрощения:
, где (5’) 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
. (6)Суть МСК заключается в следующем. Между характером переходной и передаточной функцией системы существует вполне определённая связь [3]. Вид переходной функции определяется значением корней ПФ. Для любой конкретной формы передаточной функции может быть найдено некоторое «оптимальное» распределение нулей и полюсов, при котором переходная функция будет наиболее благоприятной с точки зрения динамики рассматриваемой системы. Каждому такому оптимальному распределению нулей и полюсов соответствует вполне определённое значение коэффициентов полиномов числителя и знаменателя ПФ, которое называется стандартным.
Зададим стандартную (требуемую) ПФ для рассматриваемой замкнутой системы (5’). Поскольку исходная система 4-го порядка, порядок стандартной ПФ будет также равен 4:
. (7)Значения коэффициентов
, 
, 
определяют вид переходного процесса, в то время как значение 
связано с длительностью переходного процесса.Исходя из требований к динамики ССТ, выберем следующие значения приведённых коэффициентов:
;
;
. На Рис. 6 приведены переходные процессы, полученные для заданных коэффициентов
, , , при различных . 
Выбранные стандартные ПФ обладают малым перерегулированием и невысокой колебательностью.
Преобразуем выражение (5’) к стандартному виду:
, где (8)
;
.
