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导引头隔离度寄生回路对视线角速度提取的影响宇航学报李富贵娜豪,崔晓曦钤乜中图分类号:‘,导引头的性能会直接影响导弹的制导精度Ⅲ。对于采用先进制导律的导弹,输出高品质的弹目视线旋转角速度是导引头的重要任务‘。隔离度是导引头的重要性能指标,表征了导引头隔离弹体扰动的能力⋯。隔离度不仅影响导引头输出的弹目视线旋转角速度的信号品质,更严重的是它会在制导回路中引起一条额外的闭环反馈回路,即隔离度寄生回路㈣。该了两种视线角速度提取方式下导引头隔离度传递函数、隔离度寄生回路和导弹制导系统特性的差异,利用劳斯判据研究了制导参数对寄生回路稳定性能的影响。结合某红外导引头,在典型飞行条件下数值分析验证了理论分析度寄生回路特性不同,进而导致制导系统性能出现较大差异,而确定导引头的隔离度特性有助于选择合理的视线,—琎第卷第年摘要:为在导弹总体设计中合理确定导引头视线角速度提取方式,研究提出了基于导引头隔离度寄生回路特性分析的视线角速度提取方式确定办法。建立了典型平台导引头的隔离度寄生回路模型,利用频域法解析分析的正确性。研究表明导引头隔离度寄生回路特性直接影响导弹制导系统性能,不同的视线角速度提取方式下隔离角速度提取方式以提高导弹制导性能。关键词:导引头;隔离度传递函数;寄生回路;视线角速度提取文献标识码:文章编号:.—痡..—....北京理工大学宇航学院,北京;泄鞴ひ档己接肟刂萍际跹芯克本.,,,.收稿日期:—修回日期:—基金项目:中国博士后科学基金.:,..’,..篠籇;;。瓹
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/挂邓荇倨鞲/一器瑞恚生诵丝型㈩丛堕一生附加的指向角速度蛳璧遄颂撬俣任寄生回路会严重削弱制导稳定性,降低导弹制导控制性能旧由于导引头稳定回路带宽很宽,传统认为导引头输出的视线角速度既可取自稳定回路指令处,又可取自角速率陀螺输出处,且两者差别不大¨5经研究发现导引头输出的视线角速度提取方式不仅会影响制导信号品质,还会影响到导引头隔离度寄生回路特性,进而会影响导弹制导性能,在导弹半实物仿真实验中已发现此现象。合理选择导引头视线角速度提取方式,可有效抑制隔离度寄生回路的影响,从而可提高导弹制导系统动态和稳态性能,进而可达到提高导弹制导精度的目的,这对导弹制导系统设计具有非常重要的意义。但到目前为止,很少有学者对此进行过探讨和研究。针对前述问题,本文基于典型平台导引头,建立了隔离度模型和寄生回路模型,从隔离度传递函数、寄生回路稳定性及制导性能等方面分析了视线角速度提取方式对导弹制导系统的影响,通过分析给出了导引头视线角速度提取方式的建议,所得结论可为导弹总体方案初步设计提供理论参考。导引头与基座的相对运动会引起相对干扰力矩,该力矩作用于导引头上后会造成导引头光轴产,定义隔离度/毋隼媳换,则隔离度传递函数可表示为/痧啥ㄒ蹇芍#衾攵确翟叫。家犯衾氲体扰动能力越强。典型平台导引头隔离度模型如图荆贾蠫。5家犯倩芈非跋虼ê括探测器传函、校正网络和运放,为稳定回路前向传函,包括校正网络和运放,为干扰力矩传函,为速率陀螺传函。通常视线角速度信号既可取自角速率陀螺输出处,又可取自稳定回路的指令输入处,定义这两处提取的视线角速度信号为和百。笪募虺普饬街痔崛》桨肝狥方案由图傻肍方案下导引头跟踪传递函数:百。一山同样也可得桨赶碌家犯俅ǖ莺辱。冠一日用式允可得:导引头为抵抗基座扰动、保证跟踪速度及系统鲁棒性,会使脑鲆婧艽螅洞笥谑分子上其他参数,略去干扰力矩,在低频段式杉蚧#而导引头正好工作在低频段,满足式募化条件,也就是在不考虑隔离度影响时,桨负虲方案基本等价。但实际导引头受隔离度影响,这将导致上述结论未必成立。依图煞直鹪贔方案和桨赶碌玫降家犯衾攵却ǖ莺P徒和桨浮第李富贵等:导引头隔离度寄生回路对视线角速度提取的影响平台导引头隔离度模型图后啦势蟊暂
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∞卜等等揣㈩一以半等认。爷以半等盟一绁一杏概二菥生±生旦垒±墨斑杏衄燧邸尺腩垒茎±生旦荨览墅讯:口毋雈玉】△够一日一如尺:当导引头不能完全隔离弹体的扰动时,会在弹体运动到导引头信号输出处形成一个额外的反馈回路,这个回路称作隔离度寄生回路,如图尽从图锌傻ザ廊〕龅家范ρШ透衾攵燃生回路进行分析,如图荆贾屑偕杪瞬ㄆ骱自动驾驶仪传函为锥嘞钍剑⒁敫衾攵却ǖ函数模型。其中叠。代表导引头输出的制导信号,下标戈代表提取方案,戈为硎綜方案,茗为,,表示方案,Ⅳ为比例导引系数,5肯喽栽硕俣龋兄为制导系统时间常数,咒为导弹攻角时间常数,匕为导弹飞行速度。依图傻昧椒桨赶轮频枷低潮栈反ê结合式可知,导弹的制导特性不仅与导引头对视线角速度的跟踪性能有关,而且与隔离度寄生回路的特性密切相关。两种方案下隔离度传递函数的不同,将导致制导传递函数不同,最终导致制导性能不同。半实物仿真试验中可暴露隔离度寄生回路的影响,因