СИСТЕМА УГЛОВОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ

Полезная модель относится к системам управления и стабилизации летательных аппаратов и может быть использована в управляемых ракетах.
Известна система стабилизации ракеты, включающая измерительные датчики угла, угловой скорости, масштабирующие блоки, сигнал управления с которых, через преобразователь поступает на рулевой привод и управляющие органы. В данной системе управления моменты пропорциональны управляющим сигналам рыскания и не зависят от угла вращения. При этом исключается возможность использования для стабилизации одновременно всех управляющих органов, путем разворота корпуса по углу вращения (Павлов В.А., Пономаренко С.А., Хованский Ю.М. Стабилизация летательных аппаратов и автопилоты - М: Высшая школа. 1964 - с. 191).
Наиболее близкой к предполагаемой полезной модели является система угловой стабилизации, содержащая по каналу рыскания: датчик утла, датчик угловой скорости, соединенные с сумматором через масштабирующие блоки, выход сумматора соединен со входом рулевых приводов, выход рулевых приводов соединен со входом органов управления (Разыграев А.П., Основы управления полетом космических аппаратов и коробление М.: Машиностроение, 1977 - C. 244), которая является прототипом предполагаемой полезной модели.
Недостатком данной системы угловой стабилизации является низкое быстродействие, так как выбор значений коэффициентов алгоритма стабилизации ограничен границами области устойчивости с учетом нелинейностей скоростной характеристики рулевых машин, типа «зона насыщения».
Задачей предполагаемой полезной модели является увеличение быстродействия.
Сущность полезной модели заключается в том, что в систему угловой стабилизации, содержащую по каналу рыскания: датчик угла, датчик угловой скорости, соединенные с сумматором через масштабирующие блоки, выход сумматора соединен со входом рулевого привода, выход рулевых приводов соединен со входом исполнительных органов, дополнительно введены: четыре сумматора, четыре блока умножения, два масштабирующих блока, три блока константы, два блока модуля, два блока деления, при этом выход датчика угла соединен с первым блоком умножения, выход которого через масштабирующий блок соединен с первым сумматором; выход датчика угловой скорости соединен с вторым блоком умножения, выход которого через масштабирующий блок соединен с первым сумматором, к которому дополнительно подсоединен первый блок константы; выход первого сумматора соединен с первым блоком модуля, выход которого соединен с входом первого блока деления; выход которого соединен с входом второго сумматора и входом третьего сумматора; ко входу второго сумматора подсоединен второй блок константы; ко входу третьего сумматора подсоединен третий блок константы; датчик угла и датчик угловой скорости через масштабирующие блоки соединены с входом четвертого сумматора, выход которого соединен со вторым блоком модуля, выход которого соединен с входом второго блока деления, выход которого через масштабирующий блок соединен с третьим блоком умножения; выход второго сумматора соединен с входом третьего блока умножения; выходы четвертого сумматора и третьего сумматора соединены с входом четвертого блока умножения; выходы третьего блока умножения и четвертого блока умножения соединены с входом пятого сумматора, выход которого соединен со входом рулевых приводов.
Функциональная схема системы угловой стабилизации представлена на фиг. 1., где выход датчика угла 1 соединен с первым блоком умножения 2, выход которого через масштабирующий блок 3 соединен с первым сумматором 4; выход датчика угловой скорости 5 соединен с вторым блоком умножения 6, выход которого через масштабирующий блок 7 соединен с первым сумматором 4, к которому дополнительно подсоединен первый блок константы 8; выход первого сумматора 4 соединен с первым блоком модуля 9, выход которого соединен с входом первого блока деления 10, выход которого соединен с входом второго сумматора 11 и входом третьего сумматора 12; ко входу второго сумматора 11 подсоединен второй блок константы 13; ко входу третьего сумматора 12 подсоединен третий блок константы 14; датчик угла 1 и датчик угловой скорости 5 через масштабирующие блоки 15,16 соединены с входом четвертого сумматора 7, выход которого соединен со вторым блоком модуля 18, выход которого соединен с входом второго блока деления 19, выход которого через масштабирующий блок 20 соединен с третьим блоком умножения 21; выход второго сумматора 11 соединен с входом третьего блока умножения 21; выходы четвертого сумматора 17 и третьего сумматора 12 соединены с входом четвертого блока умножения 22; выходы третьего блока умножения 21 и четвертого блока умножения 22 соединены с входом пятого сумматора 23, выход которого соединен со входом рулевых приводов 24.
Система угловой стабилизации работает таким образом.
2
С датчика угла 1 считываются текущие угловые параметры ракеты Ψ, которые дважды проходят через блок умножения 2, на выходе которого формируется сигнал Ψ, который поступает на вход масштабирующего блока 3, на выходе которого сигнал пропорционален .
С датчика угловой скорости 5 считываются текущие угловые параметры движения ракеты  которые дважды проходят через блок умножения 6, формируя сигнал , который поступает на вход масштабирующего блока 7, на выходе которого  Информация с выходов масштабирующих блоков 3,7 поступает на вход сумматора 4, к которому дополнительно поступает информация с блока константы 8. На выходе сумматора 4 формируются параметры уравнения эллипса
С выхода сумматора 4 параметры поступают на первый вход блока деления 10, ко второму входу которого поступают параметры с выхода сумматора 4, прошедшие через блок модуля 9. В результате, на выходе блока деления 10 формируется управление:
Это управления поступает на входы сумматоров 11, 12. На второй вход сумматора 11 поступает информация с блока константы 13. На выходе сумматоре 11 формируется управление:
На второй вход сумматора 12 поступает информация с блока константы 14. На выходе сумматора 12 формируется управление:
Ψ
Текущие угловые параметры ракеты, считанные с датчика угла 1 Ψ, проходя через масштабирующий блок 15 КΨ, поступают на первый вход сумматора 17. Текущие угловые параметры движения ракеты, считанные с датчика угловой скорости 5  проходя через масштабирующий блок 16 , поступают на второй вход сумматора 17. В результате суммирования, на выходе сумматора 17 формируется линейное управление:
С выхода сумматора 17 управление поступает на первый вход блока деления 19, ко второму входу которого поступает управление с выхода сумматора 17, прошедшее через блок модуля 18. На выходе блока деления 19 формируется управление:
Это управление проходит через масштабирующий блок 20  поступает на первый вход блока умножения 21. Ко второму входу блока умножения 21 поступает управление с выхода сумматора 11. На выходе блока умножения 21 формируется релейное управление:
Далее, информация с выходов блоков умножения 21,22 поступает на первый и второй входы сумматора 23, на выходе которого формируется релейно-линейное управление, которое поступает на рулевые приводы объекта управления.
Предполагаемая система обеспечивает увеличение быстродействия системы управления за счет использования линейного управления внутри эллипса на фазовой плоскости и релейного вне эллипса на фазовой плоскости. Таким образом, увеличивается быстродействие системы при сохранении запасов устойчивости и точности системы стабилизации, которые определяются параметрами линейного алгоритма стабилизации. Параметры эллипса на фазовой плоскости выбираются путем задания значений коэффициентов а и b внутри неустойчивого предельного цикла, обусловленного нелинейностью скоростной характеристики рулевого привода типа «зона насыщения».