"Патентоп" – информация из открытых реестров Роспатента

#77690

Статус
Неактуально
Регистрационный номер
77690
Ссылка на источник в ФИПС
www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=77690
Информация получена из открытого реестра полезных моделей Российской Федерации
и актуальна на 26 декабря 2019 года.

Дополнительно

(12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ

СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

(57) Реферат:

Следящая система, содержащая механически соединенные оптико-электронный пеленгатор и локационный пеленгатор, первое и второе устройства формирования координат наведения, входы которых соединены с первыми выходами оптико-электронного и локационного пеленгаторов соответственно, последовательно соединенные формирователь логики режимов, управляющую часть и исполнительный блок, первым выходом кинематически связанный с пеленгаторами, а также первый коммутатор, вход управления которого соединен с выходом формирователя логики режимов, второй вход управляющей части через первую группу контактов первого коммутатора подключен к первому выходу первого либо второго устройства формирования координат наведения, третий ее вход через вторую группу контактов первого коммутатора подключен к одному из вторых выходов тех же устройств, четвертый и пятый ее входы соединены соответственно со вторым и третьим выходами исполнительного блока, первый и второй ключи, первые входы которых соединены со вторыми выходами оптико-электронного и локационного пеленгаторов соответственно, а выходы подключены ко второму и третьему входам формирователя логики режимов соответственно, инвертор, выход которого соединен со вторым входом первого ключа, а вход соединен со вторым входом второго ключа, первым выходом блока сравнения и первым управляющим входом второго коммутатора, первый и второй блоки оценки дисперсии, входы которых соединены с первыми выходами оптико-электронного и локационного пеленгаторов соответственно, отличающаяся тем, что в нее введен блок комплексирования, первый и второй входы которого подключены к первым выходам оптико-электронного и локационного пеленгаторов соответственно, третий вход соединен с первым входом блока сравнения и подключен к выходу первого блока оценки дисперсии, четвертый вход соединен со вторым входом блока сравнения и подключен к выходу второго блока оценки дисперсии, первый выход блока сравнения подключен к входу инвертора и первому управляющему входу второго коммутатора, второй выход блока сравнения подключен ко второму управляющему входу второго коммутатора, выход которого является выходом системы и через группу контактов подключен к выходу блока комплексирования либо к первому выходу оптико-электронного или локационного пеленгатора.


Полезная модель относится к области систем слежения за подвижными объектами, в том числе с подвижного основания, и может быть использована в оптических и комбинированных системах промышленного назначения, навигационных системах, системах слежения за малоразмерными объектами, системах управления заходом на посадку и других системах аналогичного назначения.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому техническому решению является следящая система по патенту на полезную модель [1], выбранная в качестве прототипа. Устройство-прототип содержит механически соединенные оптикоэлектронный пеленгатор и локационный пеленгатор, первое и второе устройства формирования координат наведения, входы которых соединены с первыми выходами оптикоэлектронного и локационного пеленгаторов соответственно, последовательно соединенные формирователь логики режимов, управляющую часть и исполнительный блок, первым выходом кинематически связанный с пеленгаторами, а также первый коммутатор, вход управления которого соединен с выходом формирователя логики режимов, второй вход управляющей части через первую группу контактов первого коммутатора подключен к первому выходу первого либо второго устройства формирования координат наведения, третий ее вход через вторую группу контактов первого коммутатора подключен к одному из вторых выходов тех же устройств, четвертый и пятый ее входы соединены соответственно со вторым и третьим выходами исполнительного блока, второй коммутатор, выход которого является выходом системы и через группу контактов подключен к первому выходу оптикоэлектронного либо локационного пеленгатора, первый и второй ключи, первые входы которых соединены со вторыми выходами

оптикоэлектронного и локационного пеленгаторов соответственно, а выходы подключены ко второму и третьему входам формирователя логики режимов соответственно, последовательно соединенные первый блок оценки дисперсии, блок сравнения и инвертор, выход которого соединен со вторым входом первого ключа, а вход соединен со вторым входом второго ключа и управляющим входом второго коммутатора, второй блок оценки дисперсии, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения, входы первого и второго блоков оценки дисперсий соединены с первыми выходами оптикоэлектронного и локационного пеленгаторов соответственно.

В устройстве-прототипе предусмотрены меры для плавной отработки скачкообразных ошибок наведения в случае перехода от сопровождения объекта по данным локационного пеленгатора на сопровождение объекта по данным оптикоэлектронного пеленгатора и обратно.

Недостатком устройства-прототипа является возрастание ошибок измерения угловых координат подвижных объектов в условиях воздействия нестационарных интенсивных помех.

В устройстве-прототипе переход от сопровождения объекта по данным оптикоэлектронного пеленгатора на сопровождение по данным локационного пеленгатора и обратно осуществляется на основании оценки дисперсии ошибок пеленга в каждом информационном канале. При этом во избежание частых ложных переключений, снижающих устойчивость сопровождения, в блоке сравнения прототипа реализована логика переключений «реле с зоной нечувствительности». Переключение на канал пеленгации, в котором мощность помехи меньше, происходит не сразу, а лишь после достижения некоторого отношения дисперсий ошибок пеленга в каналах пеленгации. В такой ситуации за время пребывания блока сравнения в «зоне нечувствительности» на выход следящей системы-прототипа поступают результаты измерения от канала с большей мощностью помехи. Это приводит к возрастанию, в среднем за время слежения, ошибок измерения угловых координат следящей системой-прототипом.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в создании двухканальной следящей системы, реализующей измерительный алгоритм комплексирования данных от локационного и оптикоэлектронного пеленгаторов на тех временных интервалах, когда следящая система в интересах устойчивости контура сопровождения объекта задерживает переключение на канал с меньшей дисперсией помехи.

Технический результат - повышение точности определения координат объекта следящей системой в условиях воздействия нестационарных интенсивных помех в различных диапазонах излучения.

Указанный результат достигается тем, что в предлагаемую следящую систему, содержащую так же, как и прототип, механически соединенные оптикоэлектронный пеленгатор и локационный пеленгатор, первое и второе устройства формирования координат наведения, входы которых соединены с первыми выходами оптикоэлектронного и локационного пеленгаторов соответственно, последовательно соединенные формирователь логики режимов, управляющую часть и исполнительный блок, первым выходом кинематически связанный с пеленгаторами, а также первый коммутатор, вход управления которого соединен с выходом формирователя логики режимов, второй вход управляющей части через первую группу контактов первого коммутатора подключен к первому выходу первого либо второго устройства формирования координат наведения, третий ее вход через вторую группу контактов первого коммутатора подключен к одному из вторых выходов тех же устройств, четвертый и пятый ее входы соединены соответственно со вторым и третьим выходами исполнительного блока, первый и второй ключи, первые входы которых соединены со вторыми выходами оптикоэлектронного и локационного пеленгаторов соответственно, а выходы подключены ко второму и третьему входам формирователя логики режимов соответственно, инвертор, выход которого соединен со вторым входом первого ключа, а вход соединен со вторым входом второго ключа, первым выходом блока сравнения и первым управляющим входом второго

коммутатора, первый и второй блоки оценки дисперсии, входы которых соединены с первыми выходами оптикоэлектронного и локационного пеленгаторов соответственно, в отличие от прототипа, введен блок комплексирования, первый и второй входы которого подключены к первым выходам оптикоэлектронного и локационного пеленгаторов соответственно, третий вход соединен с первым входом блока сравнения и подключен к выходу первого блока оценки дисперсии, четвертый вход соединен со вторым входом блока сравнения и подключен к выходу второго блока оценки дисперсии, первый выход блока сравнения подключен к входу инвертора и первому управляющему входу второго коммутатора, второй выход блока сравнения подключен ко второму управляющему входу второго коммутатора, выход которого является выходом системы и через группу контактов подключен к выходу блока комплексирования либо к первому выходу оптикоэлектронного или локационного пеленгатора.

Все используемые для реализации заявляемой следящей системы блоки являются известными либо могут быть реализованы на базе известных блоков известными методами. Локационный и оптикоэлектронный пеленгаторы, устройства формирования координат наведения, управляющая часть, формирователь логики режимов и исполнительный блок могут быть выполнены как в прототипе [1]. Коммутаторы и ключи реализуются на реле, герконах, полупроводниковых схемах. Инвертор, блоки сравнения, комплексирования и оценки дисперсии могут быть реализованы на базе логических микросхем или цифровых вычислительных устройств [2].

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемой следящей системы (для одного канала слежения, функциональная схема второго канала аналогична), где:

1 - оптикоэлектронный пеленгатор (ОЭПл);

2 - локационный пеленгатор (ЛПл);

3 - первое устройство формирования координат наведения (УФКН);

4 - второе устройство формирования координат наведения (УФКН);

5 - формирователь логики режимов (ФЛР);

6 - управляющая часть (УЧ):

7 - исполнительный блок (ИБ);

8 - первый коммутатор (Ком);

9 - первый ключ (Кл);

10 - второй ключ (Кл);

11 - инвертор (Инв.);

12 - первый блок оценки дисперсии (БОД);

13 - второй блок оценки дисперсии (БОД);

14 - второй коммутатор (Ком);

15 - блок сравнения;

16 - блок комплексирования.

На фиг.2 представлены примеры временных эпюр ошибок пеленгации, поясняющие динамику изменения ошибок измерения каждого пеленгатора и выхода следящей системы.

На фиг.3 представлены зависимости дисперсии ошибок пеленгации от времени, поясняющие достигаемый выигрыш в точности слежения.

На фиг.4 представлены примеры временных эпюр сигналов управления, поясняющие логику работы элементов схемы.

На фиг.5 приведен алгоритм и переходные характеристики блока сравнения, поясняющие логику его работы.

На фиг.6 представлен вариант схемы реализации коммутатора 14, где:

14.1 - дешифратор на четыре выхода, преобразующий двухразрядный двоичный код в позиционный;

14.2 - схема «или»;

14.3, 14.4, 14.5 - управляемые ключи;

14.6 - схема «или» объединения выходов ключей на выходе коммутатора 14.

Следящая система (фиг.1) содержит так же, как и прототип, механически соединенные оптикоэлектронный пеленгатор (ОЭПл) 1 и

локационный пеленгатор (ЛПл) 2, первые входы пеленгаторов являются первым и вторым внешними входами системы; первое 3 и второе 4 устройства формирования координат наведения (УФКН), входы которых соединены с первыми выходами ОЭПл 1 и ЛПл 2 соответственно;

последовательно соединенные формирователь логики режимов (ФЛР) 5, управляющую часть (УЧ) 6 и исполнительный блок (ИБ) 7, первым выходом кинематически связанный с пеленгаторами 1 и 2, а также первый коммутатор (Ком) 8, вход управления которого соединен с выходом ФЛР 5. Второй вход УЧ 6 через первую группу контактов коммутатора 8 подключен к первому выходу первого 3 либо второго 4 УФКН. Третий вход УЧ 6 через вторую группу контактов коммутатора 8 подключен к одному из вторых выходов устройств УФКН 3, 4. Четвертый и пятый входы УЧ 6 соединены соответственно со вторым и третьим выходами исполнительного блока 7. Положение контактов в коммутаторе 8, при котором второй и третий входы УЧ 6 отключены от обоих УФКН 3 и 4, соответствует режиму предварительного разворота по целеуказаниям от внешней системы аналогично прототипу. Первый вход ФЛР 5 является третьим внешним входом системы.

Следящая система содержит также первый 9 и второй 10 ключи (Кл), первые входы которых соединены со вторыми выходами пеленгаторов 1 и 2 соответственно, а выходы подключены ко второму и третьему входам ФЛР 5 соответственно, инвертор 11 (Инв.), выход которого соединен со вторым входом ключа 9, а вход соединен со вторым входом ключа 10, первым выходом блока сравнения 15 и первым управляющим входом второго коммутатора 14; первый 12 и второй 13 блоки оценки дисперсии (БОД), входы которых соединены с первыми выходами пеленгаторов 1 и 2 соответственно, а выходы - к первому и второму входам блока сравнения 15 соответственно.

В отличие от прототипа, в предлагаемую следящую систему введен блок комплексирования 16, первый и второй входы которого подключены к

первым выходам пеленгаторов 1 и 2 соответственно. Третий вход блока комплексирования 16 подключен к выходу БОД 12. Четвертый вход блока комплексирования 16 подключен к выходу БОД 13. Второй выход блока сравнения 15 подключен ко второму управляющему входу коммутатора 14, выход которого является выходом системы и через группу контактов подключен либо к выходу блока комплексирования 16, либо к первому выходу пеленгатора 1 или 2.

При описании работы предлагаемой следящей системы предполагается, что передача однородных массивов данных (элементов видеосигнала, релейных команд, наборов координат) осуществляется по каналам связи (шинам), использующим, например, временное, частотное, кодовое разделение сигналов, т.е. того или иного рода мультиплексирование. Кроме того, поскольку устройство, обеспечивающее синхронизацию работы системы слежения, может находиться как в любом из блоков системы, так и быть конструктивно выделенным, этот аспект работы в дальнейшем не рассматривается и подразумевается, что работа блоков синхронизирована. Следует также отметить, что входы и выходы блоков показаны как функциональные, физически же их реализация может иметь от одного (и более) входа-выхода, например, соединенного с общей шиной данных или многоабонентским мультиплексным каналом обмена, или локальной сетью, объединяющей блоки. Информация, необходимая для работы данного канала слежения, поступает на ее блоки из внешней системы и из второго канала.

Работа следящей системы осуществляется следующим образом (рассмотрим работу канала по одной угловой координате, работа второго канала аналогична).

Пусть в начальный момент времени управление сервоприводом (управляющая часть 6 и исполнительный блок 7) осуществляется по информации локационного пеленгатора 2. ЛПл 2 имеет, как правило, диаграмму направленности, более широкую, чем поле зрения ОЭПл 1, а также большую дальность действия.

Как показано на фиг.2,а, на выходе ЛПл 2 присутствуют некоторые ошибки пеленга, характеризуемые соответствующей оценкой дисперсии на выходе второго блока оценки дисперсии 13 (фиг.3,а). На выходе ОЭПл 1 (фиг.2,б) имеет достаточно большие ошибки пеленга. Оценка дисперсии с выхода первого БОД 12 при этом сравнима с оценкой дисперсии с выхода БОД 13, хотя и монотонно снижается. На этом временном интервале на выход следящей системы с выхода коммутатора 14 поступает сигнал оценки пеленга с выхода ЛПл 2, дисперсия которого соответствует оценке дисперсии с выхода БОД 13 (фиг.2,в, фиг.3,в). При этом блок сравнения 15 по результатам сравнения оценок двух дисперсий с выходов БОД 12 и БОД 13 в соответствии с алгоритмом (фиг.5,а) вырабатывает сигнал управления положительной полярности по первому выходу (фиг.4,а) и отрицательной полярности по второму выходу (фиг.4,б).

Признак наличия сопровождения со второго выхода ЛПл 2 через открытый ключ 10 поступает на третий вход ФЛР 5. Ключ 10 открыт под воздействием управляющего сигнала с первого выхода блока сравнения 15 (фиг.4 г). Этот же управляющий сигнал, поступая на первый управляющий вход коммутатора 14, во взаимодействии с отрицательным управляющим сигналом со второго выхода блока сравнения 15 (фиг.4,б), поступающим на второй управляющий вход коммутатора 14, через группу контактов подключает к выходу системы слежения первый выход ЛПл 2, с которого результаты измерения угловой координаты объекта выдаются во внешнюю систему, и отключает от выхода системы первый выход ОЭПл 1 и выход блока комплексирования 16. При этом ключ 9 закрыт тем же управляющим сигналом с первого выхода блока сравнения 15 (фиг.4,в), инвертированным в инверторе 11, и сигнал сопровождения со второго выхода ОЭПл 1 на второй вход ФЛР 5 не поступает.

ФЛР 5 выдает со своего выхода команду управления на первый (управляющий) вход коммутатора 8 и на первый вход УЧ 6. При этом первый выход коммутатора 8 подключен через его первую группу контактов

к первому выходу второго УФКН 4, второй выход первого коммутатора 8 подключен через вторую группу контактов ко второму выходу второго УФКН 4. Выходы первого УФКН 3 остаются, соответственно, отключенными. При этом первый и второй выходы первого коммутатора 8 соединены, соответственно, со вторым и третьим входами УЧ 6.

Первое и второе УФКН 3 и 4 предназначены для выработки изменяющегося значения рассогласования положения объекта и оптической оси ОЭПл 1, или положения объекта и равносигнального направления диаграммы направленности ЛПл 2. При этом на первый выход каждого УФКН поступает значение угловой координаты, на второй выход - значение ее производной.

Реализация устройств формирования координат наведения позволяет выдавать значения координат и их производных в системе координат, необходимой для функционирования УЧ 6. Первый и второй устройства формирования координат наведения УФКН 3 и 4 могут быть выполнены как в прототипе [1]. В управляющей части 6 формируется сигнал управления исполнительным блоком 7 сервопривода. Управляющая часть 6 может быть выполнена как в прототипе. Важной особенностью управляющей части 6, определившей выбор прототипа, является возможность формирования плавного сигнала управления на его выходе, несмотря на скачкообразные изменения значений координат наведения и их производных с выходов УФКН в ходе переключения с сопровождения объекта по данным ЛПл 2 на сопровождение по данным ОЭПл 1 и обратно.

Исполнительный блок 7 может быть выполнен как в прототипе [1]. Второй выход ИБ 7, подключенный к четвертому входу управляющей части 6, является выходом датчика угла поворота вала сервопривода (первый выход ИБ 7), кинематически связанного с пеленгаторами. Третий выход ИБ 7, подключенный к пятому входу УЧ 6, является выходом тахогенератора для замыкания обратной связи по скорости вращения вала сервопривода. В соответствии с сигналом управления, ИБ 7 разворачивает вал сервопривода

таким образом, чтобы осуществлялся непрерывный процесс слежения за целью ЛПл 2, и реализовались требуемые параметры переходных процессов управления.

В процессе сопровождения значения сигналов углового рассогласования с выхода ЛПл 2 поступают во второй БОД 13. В нем осуществляется вычисление текущей дисперсии методом «скользящего окна», изложенным, например, в [3], или любым другим приемлемым методом. Первый БОД 12 функционирует аналогично, и выдает оценку дисперсии углового измерения ОЭПл 1. Оба значения с выходов первого и второго БОД 12 и 13 поступают на первый и второй входы блока сравнения 15 и на третий и четвертый входы, соответственно, блока комплексирования 16.

Особенностью блоков 12 и 13 является то, что при длительном отсутствии выходного сигнала соответствующего пеленгатора, что соответствует срыву сопровождения, выходное значение оценки дисперсии программно задается неким максимально большим числом, определяемым в случае цифровой реализации схемы разрядностью выходного регистра блоков 12 и 13. Для сохранения логики работы блока сравнения 15 все разряды выходного регистра в этом случае заполняются, например, единицами. В случае аналогового варианта реализации схемы величина выходного сигнала с инверсного выхода выходного усилителя выставляется максимальной, определяемой типом применяемой элементной базы.

Таким образом, для рассматриваемого момента времени (до 20 с), на выходе первого блока оценки дисперсии 12, подключенного к первому выходу ОЭПл 1, формируется сначала максимально большое число, а затем, после захвата цели ОЭПл 1, оценка дисперсии ошибок пеленга (фиг.3,б). На выходе второго БОД 13, подключенного к первому выходу ЛПл 2, формируется текущее значение оценки дисперсии измерений угловой координаты локационным пеленгатором (фиг.3,а). Оба значения с выходов

первого и второго БОД 12 и 13 поступают на первый и второй входы блока сравнения 15.

Блок сравнения 15 реализует операцию масштабирования полученных значений путем умножения одного из них на масштабирующий коэффициент - К, и операцию сравнения результатов в соответствии с алгоритмом работы, представленным на фиг.5. Операция масштабирования необходима для возможности настройки момента перехода с сопровождения по данным ЛПл на сопровождение по данным ОЭПл и обратно. Операции масштабирования и сравнения могут быть реализованы на устройствах, приведенных, например, в [2]. На фиг.5,а приведен вариант реализации, когда масштабированию подвергается оценка дисперсии с выхода БОД 12, т.е. дисперсии ошибок пеленга ОЭПл, обозначенной буквой «А», дисперсии ошибок пеленга ЛПл, соответственно, обозначены буквой «Б». Чтобы избежать многократных переключений в области, когда значения дисперсий ошибок пеленга на выходах ОЭПл 1 и ЛПл 2 близки, алгоритм, аналогично прототипу, реализует логику работы блока сравнения 15 по первому выходу подобно характеристике «реле с зоной нечувствительности» (фиг.5,б).

По результатам сравнения на выходе блока 15 вырабатывается сигнал управления вторым коммутатором 14 и первым и вторым ключами 9 и 10. Пока масштабированное значение дисперсии с выхода первого БОД 12 будет превосходить аналогичное значение с выхода второго БОД 13, выходной сигнал на первом выходе блока сравнения 15 будет иметь уровень логической единицы, поддерживая состояние ключей и второго коммутатора таким, как оно описано выше.

Блок сравнения 15, в соответствии с алгоритмом (на фиг.5,а), отслеживает также ситуацию, когда масштабированное значение дисперсии с выхода первого БОД 12 становится сравнимо со значением дисперсии с выхода второго БОД 13. До наступления этого события сигнал на втором выходе блока сравнения 15 в рассматриваемом примере (до 13...15 с) будет иметь уровень «-1» (фиг.4,б).

Логика работы второго коммутатора 14 поясняется с помощью таблицы.

В таблице первый и второй управляющие входы являются (фиг.1) первым и вторым выходами блока сравнения 15. Их состояние отражает логику работы блока сравнения 15, изложенную выше. Схема дешифрирования 14.1 (фиг.6) преобразует входной двоичный код в позиционный код в соответствии с таблицей 1. Управляющие сигналы с выходов дешифратора 14.1 открывают один из ключей 14.3, 14.4 или 14.5, подключая тем самым к выходу коммутатора 14, и, соответственно, выходу следящей системы, или выход блока комплексирования 16, или выход ОЭПл 1, или же выход ЛПл 2. В рассматриваемом случае коммутатор 14 реализует первую строку таблицы 1, и подключает к своему выходу выход локационного пеленгатора 2 (см. фиг.6).

Объединение выходов 1 и 2 дешифратора по схеме «или» на фиг.6 отражает тот факт, что блок компенсации 16 подключается к выходу коммутатора 14 в соответствии с алгоритмом работы блока сравнения 15 (фиг.5,а).

По мере приближения к объекту на выходе ОЭПл 1 начинают формироваться все более точные сигналы углового рассогласования между положением объекта и оптической оси пеленгатора (фиг.2,б и фиг.3,б), поступающие на вход первого БОД 12 и на вход первого УФКН 3, выходы которого пока отключены первым коммутатором. При этом на втором выходе ОЭПл, как это описано в прототипе, также формируется сигнал сопровождения, поступающий на первый вход первого ключа 9, который пока закрыт.

Сопровождение объекта все еще ведется по данным ЛПл 2, однако существует уже возможность формирования более точных оценок измерений пеленга путем комплексирования текущих измерений с первых выходов ЛПл 2иОЭПл 1.

Формирование более точной оценки пеленга реализовано в блоке комплексирования 16 в соответствии с алгоритмом взвешенного усреднения, описанным, например, в [4], оценок пеленга с первых выходов ЛПл2 ψЛПл и ОЭПл1 ψОЭПл.

В этом алгоритме в качестве фильтров используются безынерционные элементы с постоянными коэффициентами передачи КОЭПл и КЛПл.

Тогда результирующее измерение пеленга вычисляется на выходе блока комплексирования 16 в соответствии с выражением

где - оценка углового положения - пеленга ,

а дисперсия несмещенного выходного процесса будет равна

где , - дисперсии ошибок выходных сигналов локационного и оптико-электронного пеленгаторов, определяемые в блоках оценки дисперсий 12 и 13 соответственно.

На коэффициенты КОЭПл и КЛПл налагается условие неискаженного воспроизведения входного воздействия

Для определения значений весовых множителей КОЭПл и КЛПл, позволяющих получить безусловный минимум дисперсии оценки, воспользуемся методом неопределенных множителей Лагранжа, составив функцию

,

где λ - неопределенный множитель Лагранжа, и приравняв к нулю частные производные ∂L/∂Кi, из условия (3) получим оптимальные значения весовых множителей

и минимальное значение дисперсии

Выигрыш в дисперсии ошибки за счет комплексирования при взвешенном усреднении составит

Весовые множители оценок каждого пеленгатора обратно пропорциональны его дисперсии измерений. Чем менее точен пеленгатор, тем меньшим должен быть его вклад в результирующую оценку. Если дисперсии оценок пеленгаторов равны между собой, то измерения суммируются с одинаковыми весами 1/2, а результирующая дисперсия уменьшается в два раза. Если значения оценок дисперсий пеленгаторов существенно разнятся (на порядок и больше), то, как следует из анализа выражений (5) и (6), выигрыш в точности существенно падает и проще пользоваться показаниями более точного измерителя, что также учитывается при реализации блока 16, но здесь не рассматривается.

Значения весовых множителей КОЭПл и КЛПл вычисляются в блоке комплексирования 16 в соответствии с выражением (4). Этот же блок реализует вычисление взвешенной оценки, поступающей на выход блока 16, в соответствии с выражением (1).

В зависимости от помеховой обстановки и вида сопровождаемого объекта, в некоторый момент времени (13 с) масштабируемая оценка дисперсии на выходе ОЭПл 1, формируемая в БОД 12, станет сравнима с соответствующей оценкой ЛПл 2, формируемой в БОД 13 (фиг.3,а и 3,б). При этом сигнал на первом выходе блока сравнения 15 не изменится, в соответствии с алгоритмом его работы, а сигнал на его втором выходе станет равным +1 (фиг.4,б; вторая строка таблицы).

Второй коммутатор 14 при этом отключит выход системы слежения от выхода ЛПл 2, и подключит его к выходу блока комплексирования 16. На выход следящей системы (фиг.2,в, фиг.3,в) с этого момента (с 13-й по 21-ю секунду) будут поступать более точные оценки угловой координаты с выхода блока 16. Переключений в этот период времени в контуре сопровождения происходить не будет.

С течением времени (21 с) масштабируемая оценка дисперсии на выходе ОЭПл 1, формируемая в БОД 12, станет меньше соответствующей оценки дисперсии на выходе ЛПл 2, формируемой в БОД 13 (фиг.3,а и 3,б). При этом сигналы на первом и втором выходах блока сравнения 15, в соответствии с алгоритмом его работы, станут, равны -1 (фиг.4,а и 4,б и третья строка таблицы).

Второй коммутатор 14 при этом сочетании управляющих сигналов отключит выход системы слежения от выхода блока комплексирования 16 и подключит его к выходу ОЭПл 1 (фиг.2,в, на 21 с). Второй ключ 10 закроется, а первый ключ 9, под действием инвертированного логического нуля, наоборот, откроется. При этом на третьем входе ФЛР 5 пропадет сигнал сопровождения, а на втором его входе - появится.

Блок ФЛР 5 вырабатывает сигнал управления коммутатором 8 и выдает информацию о переключении с ЛПл 2 на ОЭПл 1 на первый вход управляющей части 6.

Коммутатор 8 переключает второй и третий входы УЧ 6 на первый и второй выходы первого УФКН 3 соответственно. УФКН 3 формирует координату наведения и ее производную, в соответствии с требованиями к наведению ОЭПл 1, а УЧ 6 реализует плавный переход, сглаживая разрыв в значениях координат, неизбежно образующийся при переключении. Выходом следящей системы с этого момента времени является выход ОЭПл, т.к. его показания стали достаточно точны.

Поскольку с 21 секунды дисперсия ошибок измерений ЛПл 2 теперь значительно превосходит дисперсию ОЭПл 1, режим взвешенного усреднения не даст заметного выигрыша в точности оценивания, и целесообразнее полностью переключить выход следящей системы на данные ОЭПл 1.

В результате использования режима взвешенного суммирования на тех участках работы системы, когда дисперсии измерений на выходе ОЭПл 1 и ЛПл 2 сравнимы, выходные данные следящей системы по всей реализации имеют меньшую дисперсию, нежели дисперсии ошибок, отдельно взятых пеленгаторов (фиг.3).

В дальнейшем, если в оптическом диапазоне возникнут интенсивные помехи естественного (например, засветки Солнцем) или искусственного происхождения (отстрел ловушек, выставление дымовых завес), дисперсия измерений на выходе ОЭПл 1 возрастет, и произойдет обратное переключение на сопровождение объекта сначала в режиме комплексирования (четвертая строка таблицы), а потом, в зависимости от помеховой обстановки, и на сопровождение по данным ЛПл 2, который в этот момент может оказаться не подавленным помехами. Устройства формирования координат наведения 3 и 4 и управляющая часть 6 реализуют это переключение с требуемым качеством переходного процесса.

Таким образом, в предлагаемой следящей системе повышение точности определения координат объекта в условиях воздействия нестационарных интенсивных помех в различных диапазонах излучения достигается за счет текущего расчета оценок дисперсий измерений координат оптикоэлектронного и локационного пеленгаторов, их сравнения, а также формирования комплексированной взвешенной оценки и своевременного переключения выхода следящей системы на тот пеленгатор, в диапазоне работы которого помеха отсутствует или оказывает меньшее влияние на точность измерения координат объекта, либо на блок комплексирования, формирующий взвешенную оценку угловой координаты с дисперсией меньшей, нежели любой из двух пеленгаторов системы в данный момент времени. При этом качество переходного процесса в ходе неоднократных переключений в следящей системе обеспечивается, как и в конструкции прототипа.

Источники информации

1. Патент РФ №70003 на полезную модель, МПК G01S 13/66, 2008 г. - прототип.

2. Стешенко В.Б. ПЛИС фирмы «Альтера»: элементная база, системы проектирования и языки описания аппаратуры. - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2002. - 576 с.

3. Абчук В.А., Матвейчук Ф.А., Томашевский Л.П. Справочник по исследованию операций. - М.: Воениздат, 1979 г. - 368 с.

4. Бобнев М.П., Кривицкий Б.Х., Ярлыков М.С. Комплексные системы радиоавтоматики. - М.: «Сов. радио», 1968 г., - 232 с.

Формула полезной модели

Следящая система, содержащая механически соединенные оптико-электронный пеленгатор и локационный пеленгатор, первое и второе устройства формирования координат наведения, входы которых соединены с первыми выходами оптико-электронного и локационного пеленгаторов соответственно, последовательно соединенные формирователь логики режимов, управляющую часть и исполнительный блок, первым выходом кинематически связанный с пеленгаторами, а также первый коммутатор, вход управления которого соединен с выходом формирователя логики режимов, второй вход управляющей части через первую группу контактов первого коммутатора подключен к первому выходу первого либо второго устройства формирования координат наведения, третий ее вход через вторую группу контактов первого коммутатора подключен к одному из вторых выходов тех же устройств, четвертый и пятый ее входы соединены соответственно со вторым и третьим выходами исполнительного блока, первый и второй ключи, первые входы которых соединены со вторыми выходами оптико-электронного и локационного пеленгаторов соответственно, а выходы подключены ко второму и третьему входам формирователя логики режимов соответственно, инвертор, выход которого соединен со вторым входом первого ключа, а вход соединен со вторым входом второго ключа, первым выходом блока сравнения и первым управляющим входом второго коммутатора, первый и второй блоки оценки дисперсии, входы которых соединены с первыми выходами оптико-электронного и локационного пеленгаторов соответственно, отличающаяся тем, что в нее введен блок комплексирования, первый и второй входы которого подключены к первым выходам оптико-электронного и локационного пеленгаторов соответственно, третий вход соединен с первым входом блока сравнения и подключен к выходу первого блока оценки дисперсии, четвертый вход соединен со вторым входом блока сравнения и подключен к выходу второго блока оценки дисперсии, первый выход блока сравнения подключен к входу инвертора и первому управляющему входу второго коммутатора, второй выход блока сравнения подключен ко второму управляющему входу второго коммутатора, выход которого является выходом системы и через группу контактов подключен к выходу блока комплексирования либо к первому выходу оптико-электронного или локационного пеленгатора.

ФАКСИМИЛЬНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Реферат: Описание: Рисунки:

ИЗВЕЩЕНИЯ

MM1K Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 10.06.2013

Дата публикации: 10.04.2014