Малюнок 1 - розчин діаграми спрямованості лазерного випромінювання
Для оцінки помилок використовується середньоквадратичне відхилення осі пучка від координати об'єкта. Вважаючи, що просторові помилки накладення лазерного променя описуються нормальним (гауссовским) законом розподілу, отримаємо:
Розрахуємо помилку? max системи стеження ТП. Відомо [2], що динамічна помилка? Max імпульсної системи стеження з астатизмом першого порядку визначається з виразу:
де T - інтервал квантування за часом імпульсної системи, який в даному випадку є періодом сканування лінійкою фотоприймачів поля зору ТП;
? max- умовна максимальна швидкість зміни задає впливу, яка є максимальною кутовий швидкістю руху об'єкта щодо ТП;
?- Величина перерегулювання в системі стеження.
Значення? max розрахуємо, використовуючи тактичну ситуацію переміщення об'єкта щодо ТП, яка ілюструється на малюнку 2, де П - проліт; D0 - початкова відстань від об'єкта до ТП; Dk - кінцева дистанція між об'єктом і ТП; O1 - початкове положення об'єкта; O2 - кінцеве положення об'єкта; R - відстань від об'єкта до ТП; V0 - вектор швидкості об'єкта; V0n, V0? - Нормальна і тангенціальна складові швидкості V0; ?- Кут візування об'єкта,? 1 - кут між напрямками швидкостей V0 і V0?.
Малюнок 2 - тактична ситуація переміщення об'єкта щодо ТП [3]
При великих R можна вважати, що? 1 =?. Кутова швидкість? 0 руху об'єкта щодо ТП визначається з виразу:
Для визначення помилок, що виникають через кінцевої точності стримування рухомого підстави системою стабілізації, задамося видом обурює впливу і чисельними значеннями величин (параметрів) цього впливу. Рухоме підстава, на якому встановлюється ТП з лазером, піддається механічній дії, спрямованому по осях x, y, z у вигляді поворотів цього підстави навколо зазначених осей. Аналітичні вирази обурює впливу, наприклад навколо осі х, можуть бути записані у вигляді: х (t)=хmax * sin (2? Ft). Значення величин xmax і f відомі.
При ослабленні обурює впливу системою стабілізації в К раз значення амплітуди xп (t) коливань рухомої основи визначається з виразу:
Максимальний зрушення ?? max рухомої основи за час Т, що дорівнює періоду сканування (інтервалу дискретизації) ТП, розраховується за формулою:
де? Пmax - максимальна кутова швидкість руху рухомого підстави на інтервалі дискретизації Т.
Величину? Пmax можна визначити, враховуючи, що поточна кутова швидкість рухомого підстави? П (t) розраховується за формулою:
Звідси випливає, що? Пmax=(2? f) xПmax.
Тоді величина ?? max=(2? f) xПmax. Сумарна помилка ?? max у вимірі координат об'єкту теплопеленгатора визначається за формулою:
Якщо розрахункова величина помилки значно перевищить необхідну, рівну ??, то для більш точного наведення променя лазера на об'єкт необхідно ввести в систему визначення координат об'єкту ТП додаткову інформацію про рух об'єкта щодо ТП на інтервалі дискретизації Т. Вказану інформацію можна отримати, встановивши на корпусі ТП датчики кутової швидкості (ДУС). Структурна схема системи, що забезпечує визначення координат об'єкту в одній площині для наведення на нього лазерного променя, зображена на малюнку 3, де введені наступні позначення:
X0, XТ П - координати цілі і ТП (відповідно);
XТП - кутова швидкість руху осі ТП;
XТП - кутова швидкість руху осі ТП, виміряна ДУС;
? XТП - приріст координати руху осі ТП на інтервалі квантування Т;
XП - кутова швидкість руху рухомого підстави (платформа), на якому встановлений ТП;
Му, Мт - керуючий момент і момент тертя відповідно;
К - ключ, що замикається з періодом дискретизації Т;
Wе (р) - передавальна функція екстраполятор;
Wk (p) - передавальна функція коригуючого ланки;
Кум, Кмд - коефіцієнти передачі підсилювача потужності і моментального датчиком-ка відповідно;
J - момент інерції ТП, що обертається навколо осі x.
Малюнок 3 - структурна схема системи, що забезпечує визначення координат об'єкту в одній площині для наведення на нього лазерного променя [3]
Після ДУС у структурній схемі поміщений інтегратор, обнуляється в моменти часу t=nT, кратні періоду сканування Т. Координата Х? для наведення лазерного променя на об'єкт обчислюється за формулою:
Такий варіант обчислення координати дозволяє мінімізувати помилку при її визначенні, так як:...
