2 Общая характеристика систем управления





Скачать 305.78 Kb.
Название2 Общая характеристика систем управления
страница1/3
Дата публикации19.04.2015
Размер305.78 Kb.
ТипРеферат
100-bal.ru > Журналистика > Реферат
  1   2   3
Содержание


1)Введение……………………………………………....2
2)Общая характеристика систем управления……........3
3) Общая характеристика радиоуправления летательными аппаратами……………………….8
4) Краткая характеристика способов управления

полетом…....................................................................12

Введение
Работы по использованию средств радиотехники для управления на расстоянии, т.е. работы по радиоуправлению, начались еще до первой мировой войны. Однако до второй мировой войны радиоуправление практического применения, по существу, не получило. Положение резко изменилось, начиная с 40-х годов. Особенно большие успехи были достигнуты в области управления беспилотными летательными аппаратами. Причиной этого были два следующих обстоятельства:

1)Успешное использование созданного к этому времени реактивного оружия во многих случаях оказалось возможным только на базе широкого применения радиоуправления.

2)Создание к 40-м годам достаточно эффективных средств визирования (радиолокаторов) управляемых объектов и целей.

Следует отметить, что разработка беспилотных летательных аппаратов несколько опередила необходимых для управления средств радиолокации. Поэтому первые управляемые по радио беспилотные летательные аппараты, или наводились на неподвижную цель с неподвижного пункта управления, или управлялись с помощью оптических средств.

Применение радиоуправления связанно в общем случае с наличием радиотехнических средств визирования для определения параметров движения целей и снарядов, которые часто дополняются радиотехническими средствами передачи команд с пункта управления на снаряд и иногда различных данных со снаряда на пункт управления. Управление по радио может быть нарушено организацией искусственных радиопомех.


Общая характеристика систем управления

Радиоуправлением на­зывается управление с помощью радиосредств любыми процессами и объектами. По количеству решаемых задач управление может быть одноцелевым или многоцелевым, т. е. обеспечивающим решение не одной, а двух или бо­лее задач. Например, система управления совокупностью искусственных спутников Земли (ИСЗ) может проекти­роваться одновременно для следующих двух целей:

1. Обеспечение движения совокупности ИСЗ по за­данным траекториям (необходимым, например, для осу­ществления глобальной радиосвязи).

2. Осуществление различных переключений аппара­туры на борту ИСЗ, необходимых для выполнения эти­ми ИСЗ определенных задач.

По количеству одновременно управляемых объектов управление может быть однообъектным или многообъектным. Упомянутая выше система управления совокуп­ностью ИСЗ является многообъектной, так как должна осуществлять управление несколькими ИСЗ.

По количеству пунктов управления (командных пунк­тов), из которых может осуществляться управление дан­ным объектом, это управление может быть однопунктным или многопунктным. Примером многопунктного (двухпунктного) управления является управление косми­ческим кораблем, которое может осуществляться как космонавтом (т. е. с бортового пункта управления), так и с наземного пункта управления.

Следует также различать обычное (одноступенчатое) и иерархическое (многоступенчатое) управление. В иерархических (многоступенчатых) системах управле­ния команды управления могут формироваться не одним, а несколькими людьми или управляющими устройствами и притом в иерархическом (по отношению к управляемо­му объекту) порядке. Примером иерархического (много­ступенчатого) управления является управление движе­нием пассажирского самолета. На первой (низшей) ступени управление движением самолета осуществляется пилотом, на второй (более высокой) ступени — команди­ром экипажа, на третьей ступени — диспетчером назем­ного пункта управления и т. п. Очевидно, иерархическое управление может быть как многопунктным, так и однопунктным. Например, если система управления межпла­нетным космическим кораблем будет предусматривать возможность управления этим кораблем только с борта этого корабля, но двумя лицами — космонавтом-пилотом и космонавтом-командиром корабля, то управление та­ким кораблем будет однопунктным, но иерархическим (двухступенчатым). Очевидно также, что многопунктное управление может быть как иерархическим, так и обычным. Например, если при старте автоматической меж­планетной станции управление ее движением будет про­изводиться из одного командного пункта, а при посад­ке — из другого, то такое управление будет многопункт­ным, но не иерархическим.

Общая функциональная схема одноцелевой системы управления

содержащая всего один команд­ный пункт с обычным (неиерархическим) управлением приведена на рис. 1.1 и состоит из информацион­но-измерительного устройства (ИИУ), управляющего устройства (УУ), командной линии (КЛ) и управляемо­го объекта. Информационно-измерительное устройство

извлекает (собирает) информацию из внешних источни­ков И1, И2, . . ., Иn и

информацию о состоянии управляе­мого объекта (при наличии канала

обратной связи). Управляющее устройство вырабатывает команды управления




uk (t) на основе поступающей на его входы текущей (рабочей) информации
ξ(t) и начальной (априорной) информации ξ0(t) . Далее команды передаются по командной ли­нии на управляемый объект. Вследствие возникающих при




этом искажений, команды uk (t) , поступающие на объект, могут несколько
отличаться от переданных команд uk (t). В тех случаях, когда управляющее устройство расположено в непосредственной близости к объекту, командная

линия отсутствует.
На рис 1.1 ξ1(t) , ξ2(t) , ξ3(t) ― мешающее воздействие (возмущение), появляющиеся соответственно в управляющем устройстве, командной линии и управляемом объекте. Информационно-измери­тельное устройство (ИИУ) в общем случае состоит из устройств извлечения и передачи информации. Устрой­ства извлечения информации собирают всю текущую ин­формацию, необходимую для обеспечения управления. Например, при наведении ракеты на цель они выдают информацию о текущем положении цели и ракеты (объ­екта) или об отклонении ракеты от требуемой траекто­рии. Если устройства извлечения информации и управ­ляющее устройство расположены на значительном уда­лении друг от друга, то информационно-измерительное устройство содержит также соответствующие линии пере­дачи информации. В противном случае эти линии пере­дачи отсутствуют, и информационно-измерительное устройство называется обычно измерительным устрой­ством и представляет собой совокупность нескольких чувствительных элементов (датчиков).

Если команды uk (t) вырабатываются с учетом текущей информации о состоянии управляемого объекта, т. е. существует обратная связь с выхода объекта на вход управляющего устройства (как это изображено пункти­ром на рис. 1.1), то система управления называется, замкнутой. Если такая обратная связь отсутствует, то система управления называется разомкнутой. В даль­нейшем речь будет идти в основном о замкнутых систе­мах управления, так как они позволяют, как правило, получить более высокое качество управления и находят наибольшее применение. Кроме того, именно в замкну­тых системах управления наиболее сильно проявляются особенности работы радиосредств, связанные с наличием взаимодействия как между отдельными радиосредства­ми, так и с остальными (нерадиотехническими) звеньями системы управления. В системах управления радиосред­ства находят широкое применение как в составе инфор­мационно-измерительных устройств, так и в качестве командных линий, называемых в этом случае командными радиолиниями (КРЛ).

В составе информационно-измерительных устройств радиосредства применяются как для извлечения инфор­мации (радиолокационные, телевизионные и другие устройства), так и для передачи информации, т. е. в ка­честве радиолиний передачи данных.

В зависимости от степени участия человека управле­ние может быть автоматическим, неавтоматическим или универсальным. При автоматическом управлении человек не принимает непосредственного участия в процессе управления и его функции сводятся лишь к контролю за исправностью аппаратуры, и в случае необходимости, к замене неисправной аппаратуры или ее ремонту. При неавтоматическом (например, ручном) управлении чело­век принимает в процессе управления непосредственное участие и называется оператором. При универсальном управлении имеется возможность как автоматического, так и неавтоматического управления. При неавтоматиче­ском управлении разнообразная информация, необходи­мая человеку-оператору для эффективного управления, обычно извлекается и предварительно обрабатывается в ряде информационно-измерительных автоматических устройств. При этом неавтоматическое управление часто называется автоматизированным управлением.

По степени приспосабливаемости к внешним услови­ям системы управления делят на обычные и адаптивные. В обычных системах приспособление (адаптация) отсут­ствует или имеется лишь в небольшой степени. В ада­птивных системах приспособление играет существенную роль. Обычно к адаптивным системам относят самоприспосабливающиеся, само­настраивающиеся, самообучающиеся и самоорганизую­щиеся системы. Самонастраивающимися системы― системы в которых структура (принципы построе­ния) системы в процессе управления не изменяется, а изменяются (приспосабливаются, настраиваются) лишь отдельные параметры этой структуры (коэффициенты усиления, полосы пропускания, частоты настройки и т. п.). Системы более высокого класса, в которых опти­мизироваться (приспосабливаться) в процессе управле­ния могут не только параметры системы, но и ее струк­тура.

По характеру протекания процессов в контуре управ­ления (рис. 1.1) управление может быть непрерывным, квазинепрерывным, импульсным и импульсно-корректирующим. При непрерывном управлении процессы во всех звеньях контура управления являются непрерывными функциями времени. При квазинепрерывном управлении процессы в некоторых звеньях (обычно в измерительных) имеют импульсный характер, но импульсы следуют столь




часто, что выходной вектор, ξвых(t) (рис. 1.1) изменяется во времени практически так же, как при непрерывном управлении.

Если импульсный характер процессов, протекающих в отдельных звеньях контура управления, необходимо учитывать яри рассмотрении действия не только отдель­ных звеньев, но и системы в целом, управление назы­вается импульсным или импульсно-корректирующим. При этом отличие импульсного управления от импульсно-корректирующего состоит в том, что в первом случае импульсы в различных частях системы следуют синхрон­но и с постоянным периодом повторения (или нескольки­ми, но кратными периодами повторения). Во втором случае (при импульсно-корректирующем управлении) управление сводится к выработке и исполнению сравни­тельно небольшого числа корректирующих импульсов, и синхронизация следования импульсов в различных звень­ях системы может отсутствовать.

В состав системы радиоуправления кроме радио­средств может входить большое количество другой аппа­ратуры — управляемый объект (аппарат), управляющее устройство (включая исполнительные механизмы), раз­личные нерадиотехиические датчики, программно-вре­менные устройства и т. п. При этом в ряде случаев ра­диосредства по своему весу, габаритам и стоимости мо­гут составлять лишь небольшую долю всей системы управления. Но даже в таких случаях радиоинженерам, разрабатывающим и эксплуатирующим радиосредства, обычно необходимо учитывать в той или иной степени связи между радиосредствами и остальными частями системы управления. Эти связи можно подразделить на функциональные, конструктивные и динамические.

Функциональные связи обусловлены тем, что все устройства, входящие в систему, предназначены для вы­полнения общей задачи. При этом обычно выполнение этой общей задачи может быть достигнуто при различ­ных вариантах распределения требований между от­дельными устройствами. Например, одна и та же веро­ятность поражения цели управляемым снарядом может быть достигнута при меньших требованиях точности наведения снаряда, если повысить требования к эффек­тивности боевого заряда; в ряде случаев можно обеспе­чить ту же помехоустойчивость системы при меньшей мощности радиопередающего устройства, если повысить требования к радиоприемному устройству и т. д.

Конструктивные связи обусловлены тем, что обычно по условиям задачи система в целом или ее отдельные крупные части должны представлять в конструктивном отношении единое целое, например размещаться внутри корпуса управляемого снаряда.

Динамические связи проявляются в том, что процессы, протекающие в различных частях системы управления во время ее работы, взаимосвязаны. В разомкнутых системах управления эти связи проявляются в том, что выходная реакция каждого предыдущего блока является входным воздействием для последующего; кроме того, часто приходится учитывать входное сопротивление по­следующего блока. В замкнутых системах управления, кроме того, обязательно существует зависимость про­цессов на входе системы от процессов на ее выходе.

Общая характеристика радиоуправления летательными аппаратами

Из всего многообразия летательных аппаратов мы выделим лишь следующие их виды, наиболее характерные с точки зрения применяемых ме­тодов и средств управления:

1) Реактивные снаряды (ракеты) ближнего дей­ствия — ракеты «Земля — Воздух» (зенитные), «Воз­дух — Воздух», «Воздух — Земля» (или Воздух—Море) и «Земля — Земля».

2) Баллистические ракеты дальнего действия и раке­ты-носители космических аппаратов.

3) Космические аппараты (КА) — искусственные спутники Земли (ИСЗ), космические корабли, межпла­нетные автоматические станции и т. д.

4) Самолеты и вертолеты.

Ракеты (реактивные снаряды) ближнего дей­ствия являются средствами поражения целей. При этом процесс радиоуправления состоит из трех основных этапов:

1. Управление пуском ракеты.

2. Управление полетом ракеты.

3. Управление подрывом боевого заряда ракеты.

Управление пуском должно обеспечить пуск ракеты в наивы­годнейший момент времени. Если пуск ракеты производится с пово­ротного наклонного лафета, то управление пуском должно обеспе­чить и необходимую ориентацию лафета. Управление пуском осу­ществляется на КП (командном пункте) с помощью радиолокацион­ных устройств, расположенных на КП, и предварительных данных о координатах цели и параметрах ее движения, поступающих по линиям связи с центра обработки данных радиолокационного поля (т. е. совокупности радиолокационных средств некоторого района). Управление полетом обеспечивает наведение ракеты на цель с точ­ностью, достаточной для надежного поражения цели. Оно осуще­ствляется обычно с помощью радиосредств, расположенных как на КП, так и на борту ракеты, и включает радиолокационные устрой­ства и радиолинии передачи информации с КП на ракету и (или) с ракеты на КП. Управление подрывом боевого заряда ракеты должно обеспечить подрыв в наивыгоднейший момент времени и осуществляется обычно радиовзрывателем, расположенным на бор­ту ракеты.

Баллистические ракеты дальнего действия (БР) предназначены для поражения неподвижных целей, удален­ных от КП на несколько тысяч или более километров. При управ­лении такими ракетами момент пуска обычно не играет суще­ственного значения, но зато весьма важно обеспечить выключение двигателя ракеты в момент, обеспечивающий попадание в цель.

Ракеты-носители космических аппаратов пред­назначены для вывода на заданную орбиту искусственных спутни­ков Земли, космических кораблей и других космических аппаратов. Ракеты-носители КА, как и баллистические ракеты дальнего дей­ствия, обычно делаются многоступенчатыми (обычно двух- или трехступенчатыми). Управление ракетами-носителями КА имеет много общего с управлением баллистическими ракетами дальнего действия, так как в обоих случаях основной задачей управления является выключение в наивыгоднейший момент времени двига­теля последней ступени ракеты. В момент выключения двигателя соотношение между координатами и составляющими вектора ско­рости ракеты должно быть таким, чтобы обеспечить попадание ракеты в цель (в случае баллистической ракеты) или вывод кос­мического аппарата на заданную орбиту (в случае запуска КА).

Космические аппараты в зависимости от степени уда­ления их от Земли делят на аппараты ближнего космоса (около­земные), «среднего космоса» (лунные) и дальнего космоса (межпла­нетные). Основными типами околоземных КА являются ИСЗ (связ­ные, навигационные, исследовательские и др.) и околоземные кос­мические корабля. При управлении некоторыми видами ИСЗ тре­буется весьма высокая точность вывода их на заданную орбиту и удержания на этой орбите в течение длительного времени. Кроме того, как уже отмечалось выше, часто требуется производить со­гласованное управление совокупностью из нескольких спутников. При управлении космическими кораблями необходимо производить не только вывод корабля на орбиту, но и его посадку на Землю. В ряде случаев требуется, кроме того, производить автоматическую или полуавтоматическую стыковку на орбите двух или более кос­мических аппаратов и осуществлять различные их маневры.

Еще более сложны и разнообразны задачи управления лунными и межпланетными КА. Например, при осуществлении полета косми­ческого корабля на Луну и обратно может потребоваться после­довательное выполнение следующих основных операций: запуск корабля с несколькими космонавтами на околоземную орбиту и корректировка этой орбиты; выход с околоземной орбиты на орбиту, обеспечивающую сближение с Луной; переход с этой орбиты на окололунную орбиту; разделение корабля на два отсека — лунный и основной; спуск лунного отсека на поверхность Луны; обратный старт лунного отсека с поверхности Луны и стыковка его с вращаю­щимся на окололунной орбите основным отсеком; выход космиче­ского корабля с окололунной орбиты на орбиту, обеспечивающую сближение с Землей; переход с этой орбиты на околоземную орби­ту; спуск с околоземной орбиты и посадка на поверхность Земли.

При управлении самолетами, особенно военного на­значения, также приходится решать целый комплекс разнообразных задач — взлет, выведение в район цели, пуск против цели управляе­мого снаряда (ракеты) и управление этим снарядом, предотвращение столкновений с другими самолётами, возвращение на аэродром, посадку и другие. При управлении летательными аппаратами часто приходится, кроме того, решать задачи радиопротиводействия (со­здания помех радиосредствам противника) и огневого противодей­ствия (например,

уничтожения радиолокаторов противника снаря­дами с пассивными головками самонаведения).

Из приведенного выше краткого обзора следует, что характер задач радиоуправления в большой мере зави­сит от вида управляемого аппарата и его назначения. Так, например, при управлении аппаратами невоенного назначения отпадают задачи радиопротиводействия и подрыва боевой части; при управлении снарядами отсут­ствует задача посадки летательного аппарата и т. п. Однако для большинства управляемых летательных аппаратов характерно наличие управления их движени­ем. Это управление в общем случае заключается в управ­лении перемещениями центра масс аппарата и его пово­ротами вокруг центра масс, т. е. в управлении полетом и ориентацией. При этом управление ориентацией аппа­рата может требоваться как для обеспечения надлежа­щего управления его полетом, так и иметь самостоятель­ное значение (например, при необходимости обеспечить определенное положение корпуса летательного аппарата относительно Земли).

Радиоуправление движением летательных аппаратов и морских судов часто называют также радионавигацией.

Термин навигация возник впервые применительно к морским судам и под радионавигацией понималось вначале вождение с помощью радиосредств морских су­дов. С появлением самолетов термины «навигация» и «радионавигация» были распространены и на вождение самолетов. В связи с появлением космических кораблей эти термины были распро­странены и на вождение космических кораблей. Поэтому в настоящее время под радионавигацией понимают обыч­но вождение с помощью радиосредств морских, воздуш­ных и космических кораблей. Для всех этих управляе­мых объектов характерно наличие на борту объекта человека (пилота), который может принимать непосред­ственное участие в управлении.

Термин радиоуправление, наоборот, начал впервые широко использоваться лишь применительно к управле­нию по радио беспилотными объектами — снарядами. В дальнейшем, в соответствии с развитием техники управления и кибернетики, существенно расширившей понятие «управление», термин радиоуправление начал применяться не только к беспилотным, но и к пилотируе­мым аппаратам.

Следует отметить, что в последние годы развитие техники управ­ления движением летательных аппаратов привело к тому, что оба термина — радиоуправление и радионавигация в значительной мере утратили свой четкий смысл. Действительно, еще сравнительно не­давно все системы управления и навигации можно было достаточно четко разделить на два класса — такие, в которых радиосредства не применяются для управления, и такие, в которых эти средства применяются. При этом, как правило, в тех системах управления, в которых радиосредства применялись, они играли доминирующую роль.

Для повышения качества управления применяется комбинация (комплексирование) радиосредств с други­ми, например инерциальными приборами управления. При этом классы систем, в которых радиосредства совершенно не применяют­ся или, наоборот, являются доминирующими, постепенно сужаются. Особенно это относится к управлению пилотируемыми аппаратами, т. е. к навигации. Поэтому в настоящее время более правильно го­ворить не о радионавигации, а просто о навигации и под радиона­вигационными приборами (средствами) понимать не приборы для радионавигации, а радиоприборы для навигации. Соответственно в общем случае следует говорить не о средствах радиоуправления, а о радиосредствах (и других средствах) управления.

Для управления ориентацией летательных аппаратов радиосредства применяются в значительно меньшей ме­ре, чем для управления их полетом.
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

2 Общая характеристика систем управления icon2. Модель взаимодействия открытых систем Открытые системы и модель...
Целью курса является введение в проблемную область управления телекоммуникационными сетями и компаниями отрасли «Информатизация и...
2 Общая характеристика систем управления icon2. Модель взаимодействия открытых систем Открытые системы и модель...
Целью курса является введение в проблемную область управления телекоммуникационными сетями и компаниями отрасли «Информатизация и...
2 Общая характеристика систем управления iconИсследование систем управления процесс определения организационной...
Место исследований систем управления в комплексе дисциплин по теории и практке управления
2 Общая характеристика систем управления iconГосударственный образовательный стандарт
Общая характеристика специальности 351500 «математическое обеспечение и администрирование информационных систем»
2 Общая характеристика систем управления iconВведение 2 Общая характеристика Гимназии 3
Начальник управления образования решением педагогического совета администрации г. Благовещенска протоколом №1
2 Общая характеристика систем управления iconПримерная тематика рефератов по курсу «Исследование систем управления»
Современный менеджмент и необходимость исследования систем управления социально-экономической организацией
2 Общая характеристика систем управления iconИсследование систем управления
Целью работы является рассмотрение частных методов исследования систем управления, а именно эксперимент, наблюдение и опрос
2 Общая характеристика систем управления iconБлок Информационные системы (ИС). Модуль Общая характеристика процесса создания аис
Проектирование Автоматизированных Экономических Информационных Систем (паэис)– это формализованное представление решений по созданию...
2 Общая характеристика систем управления iconИсследование систем управления Специальности: «Менеджмент организации»
«Исследование систем управления» является ведущей,в учебном процессе среди смежных дисциплин
2 Общая характеристика систем управления iconОбщая характеристика программы подготовки магистра по направлению
Область профессиональной деятельности выпускников включает: исследование, разработку, подготовку, организацию производства и эксплуатацию...
2 Общая характеристика систем управления iconОбщая характеристика учреждения 4 Раздел Особенности образовательного процесса 7
Доклад является средством обеспечения информационной открытости учреждения, формой общественно-государственного управления
2 Общая характеристика систем управления icon1. Общая характеристика учреждения
Учредитель: администрация закрытого административно – территориального образования города Радужный Владимирской области в лице уполномоченного...
2 Общая характеристика систем управления iconХарактеристика учителей по категориям
Общая характеристика Муниципального общеобразовательного учреждения Мостовинской средней общеобразовательной школы
2 Общая характеристика систем управления iconМетодическая разработка общая идеология интеллектуальных деловых игр
Подготовлено кафедрой систем управления энергетикой и промышленными предприятиями Высшей школы экономики и менеджмента Уральского...
2 Общая характеристика систем управления iconРабочая программа учебной дисциплины «исследование систем управления»
Студенты научатся методам планирования эксперимента и организации исследования систем управления и научатся использовать приобретенные...
2 Общая характеристика систем управления icon2. Характеристика профессиональной деятельности выпускника ооп бакалавриата 7
Общая характеристика вузовской основной образовательной программы высшего профессионального образования (бакалавриат) 5


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск