Автоколебательный автопилот высокой точности малогабаритного управляемого реактивного снаряда
Изобретение относится к области авиационной техники. Автопилот содержит источник питания, усилитель постоянного тока, суммирующий элемент, рулевой привод с управляющим электромагнитом, связанный с рулями. Введен корректирующий фильтр, вход которого связан с суммирующим элементом, а выход - с усилителем постоянного тока. Технический результат - повышение точности. 3 ил. 
Предлагаемый автоколебательный автопилот обладает высокой точностью и предназначен для малогабаритных управляемых реактивных снарядов.
Высокая точность автопилота обеспечивается автоколебательным режимом работы с малой амплитудой автоколебания вследствие высокой частоты, обеспечиваемой высоким быстродействием релейного управляющего электромагнита рулевого привода.
Для повышения точности системы в автопилоте установлен корректирующий фильтр с преобладанием интегрирования на высоких частотах, имеющий значение амплитудной характеристики на частоте автоколебаний меньшее по сравнению со значением амплитудной характеристики на низких частотах.
Динамические характеристики автопилота не зависят от трения в подвижных частях системы, вследствие наличия автоколебаний, вызывающих так называемый эффект "динамической смазки".
Релейный управляющий электромагнит значительно проще по конструкции и меньше по габаритам, чем линейный, что значительно упрощает конструкцию рулевого привода и автопилота в целом.
На фиг.1 представлена блок-схема автопилота, на фиг.2 - принципиальная схема, на фиг.3 - зависимость сигнала с импульсного усилителя от амплитуды автоколебаний.
Блок-схема автопилота состоит из: блока усилительной аппаратуры БУА, который включает суммирующий элемент, корректирующий фильтр с преобладанием интегрирования на высоких частотах - Ф, усилитель постоянного тока - УПТ и импульсный усилитель - ИУ, рулевого привода - РП с управляющим электромагнитом релейного типа - УМ, датчиком обратной связи - ОС, источника питания - ИП и рулей - Р.
На принципиальной схеме показан фильтр - Ф, который состоит из сопротивлений R1 и R2 и емкости С.
Рулевой привод состоит из исполнительного механизма 1 с поршнем двухстороннего действия 2, распределительного устройства 3 со струйной трубкой 4, релейного управляющего электромагнита 5 и датчика обратной связи 6.
В состав релейного управляющего электромагнита 5 входит якорь 7, два ярма 8 и катушки управления 9.
Принцип действия
При автоколебаниях на выходе импульсного усилителя возникает сигнал прямоугольной формы с 50% скважностью, который поступает в катушки управления 9 релейного управляющего электромагнита 5 и обеспечивает одинаковое время прибывания на упорах ярма 8 якоря 7 и связанной с ним струйной трубки 4.
Попеременное с частотой автоколебаний отклонение струйной трубки 4 распределяет поток рабочего тела от источника питания в соответствующие полости исполнительного механизма 1.
В результате возникающего перепада давления в полостях поршень 2 перемещается относительно нулевого положения с малой амплитудой автоколебаний.
Поршень 2 связан с датчиком обратной связи 6, сигнал автоколебаний с которого поступает через суммирующий элемент, корректирующий фильтр и усилитель постоянного тока на вход импульсного усилителя.
При наличии на входе автопилота постоянного или медленно меняющегося управляющего сигнала ошибка на выходе суммирующего элемента, которая поступает на вход корректирующего фильтра, содержит кроме высокочастотной составляющей автоколебаний постоянную или медленно меняющуюся составляющую сигнала управления.
При прохождении через корректирующий фильтр высокочастотная составляющая автоколебаний ослабляется существенно больше, чем постоянная или медленно меняющаяся составляющая сигнала управления.
С выхода корректирующего фильтра сигнал, неодинаково ослабленный по составляющим, поступает на вход усилителя постоянного тока, который имеет одинаковый коэффициент усиления как по постоянному, так и по высокочастотному сигналу автоколебаний, и поэтому неодинаковое усиление составляющих сигнала ошибки определяется и на выходе усилителя постоянного тока.
Неодинаково преобразованный по составляющим сигнал с выхода усилителя постоянного тока поступает на вход импульсного усилителя, скважность сигнала на выходе которого из-за наличия в его входном сигнале постоянной или медленно меняющейся составляющей отлична от 50%. Это отличие при одной и той же величине составляющей сигнала управления будет тем больше, чем меньше автоколебательная составляющая (см. фиг.5)
Таким образом, меньшее относительно сигнала управления усиление автоколебательной составляющей на входе импульсного усилителя приводит к большему отклонению от 50% скважности сигнала на его выходе.
Это позволяет увеличить коэффициент усиления по управляющему сигналу импульсного усилителя и всего автопилота в целом, а следовательно, увеличить его точность.
Сигнал с выхода импульсного усилителя, отличающийся от 50% скважности, поступает в катушки управления 9, якорь 7 пребывает неодинаковое время на упорах ярма 8. Струйная трубка 4, связанная с якорем 7, также неодинаковое время пребывает в крайних положениях, что приводит к неравномерному поступлению рабочего тела в полости исполнительного механизма 1 и вызывает перемещения поршня 2 с малой амплитудой автоколебаний относительно ненулевого положения при постоянном управляющем сигнале или относительно нулевого положения с частотой сигнала управления при медленно меняющемся сигнале.
Сигнал с датчика обратной связи 6, соединенного с поршнем 2, поступает на вход суммирующего элемента, где суммируется с входным сигналом. С выхода суммирующего элемента снимается сигнал ошибки (рассогласования).
Формула изобретения
Автоколебательный автопилот управляемого реактивного снаряда, содержащий источник питания, усилитель постоянного тока, суммирующий элемент, рулевой привод с управляющим электромагнитом, связанный с рулями, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы автопилота, в него введен корректирующий фильтр, вход которого связан с суммирующим элементом, а выход - с усилителем постоянного тока.
РИСУНКИ
