Запас устойчивости системы стабилизации вращательного движения ракеты

Abstract

Цель работы состоит в определении численно-аналитическим методом количественных оценок запаса устойчивости на плоскостях корней характеристического полинома, двух коэффициентов закона регулирования и амплитудно-фазовой частотной характеристики разомкнутой системы. Объектом управления является вращательное движение ракеты как твердого тела в одной из плоскостей с учетом инерции автомата стабилизации, но без учета возмущенного движения центра масс. Результатом работы являются семь оценок запаса устойчивости, определяемых исходя из коэффициентов уравнений движения и закона регулирования. Новизна работы в том, что закон регулирования содержит слагаемые, пропорциональные всем учитываемым в модели переменным состояния, в частности, углу и угловой скорости поворота рулевого органа. Практическая ценность результатов в том, что в процессе проектирования могут быть учтены альтернативные количественные оценки запаса устойчивости, обеспечение которого является одним из основных требований к системе стабилизации.

Мета роботи полягає у визначенні чисельно-аналітичним методом кількісних оцінок запасу стійкості на площинах коренів характеристичного поліному, двох коефіцієнтів закону регулювання і амплітуднофазової частотної характеристики розімкненої системи. Об’єктом управління є обертальний рух ракети як твердого тіла в одній з площин із врахуванням інерції автомата стабілізації, але без врахування збуреного руху центра мас. Результатом роботи є сім оцінок запасу стійкості, що визначаються виходячи з коефіцієнтів рівнянь руху і закону регулювання. Новим в роботі є те, що закон регулювання містить доданки, пропорційні усім змінним стану, які враховані у моделі, зокрема, куту і кутовій швидкості повороту рульового органу. Практична цінність результатів у тому, що в процесі проектування можуть бути враховані альтернативні кількісні оцінки запасу стійкості, забезпечення яких є однією із основних вимог до системи стабілізації.

The research purpose is to make a quantitative assessment of the stability margin on the planes of characteristic polynomial roots, the two coefficients of the control law and amplitude-phase-frequency characteristic of the open-loop system using the numerical-analytical method. A control object is a rotary motion of a rocket as a rigid body in the plane considering inertia of autostabilizer but without a disturbed motion of the center of mass. The result of the research involves the seven assessments of the stability margin due to the coefficients of the motion equations and the control law. The research novelty consists in the fact that the control law includes summands proportional to all accountable state variables, in particular to angle and an angular velocity of the steering gear. Practical value of the results resides in the fact that the design takes in account the alternative quantitative assessments of the stability margin that is one of the basic requirements for the stabilization system.