DE1291639B

DE1291639B - Control device for generating a lead for speed-controlled guided missiles

Info

Publication number: DE1291639B
Application number: DEB67402A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Arnold; Dr-Ing Otto E; Gispert; Dipl-Math Dr Hans-Guenther; Pabst; Stangl
Original assignee: Boelkow GmbH
Current assignee: Boelkow GmbH
Priority date: 1962-05-25
Filing date: 1962-05-25
Publication date: 1969-03-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Vorhalts für geschwindigkeitsgesteuerte Lenkflugkörper mit einem stark gedämpften Regelkreis.The invention relates to a control device for generating a Provision for speed-controlled guided missiles with a heavily damped Control loop.

Diese einem Regelkreis eine sichere Stabilität erhaltende Dämpfung bewirkt eine aperiodische Reaktion des Regelkreises und eine verhältnismäßig langsame Ausregelung einer Regelabweichung. Um diese Zeit zu verkürzen, ist es ganz allgemein und auch bei Lenkregelkreisen von Flugzeugen bekannt, in den Regelkreis Vorhalteglieder einzuführen, die bewirken, daß ein gegebenes Steuersignal vorübergehend einen höheren als den zur Ausregelung einer festgestellten Regelabweichung eigentlich erforderlichen Wert annimmt.This damping, which maintains a reliable stability in a control loop causes an aperiodic reaction of the control loop and a relatively slow one Adjustment of a control deviation. To shorten this time, it is quite general and also known in the steering control loops of aircraft, in the control loop lead elements which cause a given control signal to temporarily increase a higher than those actually required to compensate for an established control deviation Assumes value.

Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Steuereinrichtung zur Verbesserung des Regelverhaltens eines stark gedämpften Regelkreises für einen Lenkflugkörper zu schaffen und so auszubilden, daß die zur Verfügung stehenden Kräfte der Stellglieder zur schnellen Ausregelung einer Regelabweichung, im vorliegenden Falle also einer Bahnänderung des Lenkflugkörpers, voll ausnutzbar sind.This is where the invention comes in, which is based on the object a control device to improve the control behavior of a heavily damped To create control loop for a guided missile and to train so that the for Available forces of the final control elements for the quick adjustment of a control deviation, in the present case, therefore, a change in the path of the guided missile, fully exploitable are.

Ausgehend von einer Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Vorhalts für einen Lenkregelkreis, wobei der Sollkommandowert zur Verkürzung der Einstellzeit bei starker Dämpfung des Regelsystems verstärkt wird, ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein von der Geschwindigkeit abhängiger Faktor und der aus einem Geber über ein Differenzierglied kommende Sollkommandowert in ein Multiplizierglied eingegeben werden, und daß das Produkt aus dem differenzierten Sollkommandowert und dem von der Geschwindigkeit abhängigen Faktor über einen Summierer sowie einen Integrator und einen Begrenzer an die Regelstrecke geführt wird, wobei ein Rückführsignal zwischen Integrator und Begrenzer abgegriffen wird, das in einem mit dem Geber verbundenen Differenzbilder vom Sollkommandowert abgezogen wird und wobei das entstandene Signal nach Multiplikation mit einer Geschwindigkeitskonstanten in einem weiteren Multiplizierglied in den Summierer zurückgeführt wird.Starting from a control device for generating a lead for a steering control loop, the setpoint command value to shorten the response time If the control system is intensified when there is strong damping, this task is thereby rendered solved that a factor dependent on the speed and that from an encoder Input command value coming via a differentiator into a multiplier and that the product of the differentiated target command value and that of the speed dependent factor via a summer and an integrator and a limiter is fed to the controlled system, with a feedback signal between Integrator and limiter is tapped, which is connected to the encoder in one Difference images is deducted from the target command value and the resulting signal after multiplication with a rate constant in a further multiplier is fed back into the totalizer.

Im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung, wo das Summensignal aus den Signalen der Drehgeschwindigkeitsrückführungsschleife gebildet wird, also von den Stabilitätseigenschaften des zu lenkenden Flugzeuges abhängig ist und dessen Stabilitätseigenschaften beeinflußt, ist hier die Kommandoüberhöhung nur von der Größe des Sollkommandowertes und dessen Änderung abhängig. Die Kommandoüberhöhung ist zwar dem Lenkflugkörpersystem angepaßt, sie greift aber nicht in die Stabilitätseigenschaften dieses Systems ein und wird auch von diesem nicht beeinflußt.In contrast to the known device where the sum signal comes from the signals of the rotational speed feedback loop, i.e. from the stability properties of the aircraft to be steered is dependent and its Influenced stability properties, the command exaggeration is here only from the Size of the target command value and its change dependent. The command exaggeration Although it is adapted to the guided missile system, it does not affect the stability properties this system and is not influenced by it.

Der von der Geschwindigkeit abhängige Faktor wird vorzugsweise von einem Geschwindigkeitsmeßgerät und/oder einem Programmwerk gebildet.The speed dependent factor is preferably from a speed measuring device and / or a program unit.

Ein Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 ein Diagramm eines Reglers ohne Kommandoverzerrung, F i g. 2 ein Diagramm eines Reglers mit Kommandover:terrung, F i g. 3 einen Regelkreis mit einer Einrichtung zur Kommandoverzerrung. In der F i g. 1 sind über der Zeitachse t der Istwert 1 und der Sollwert 2 eines stark gedämpften Reglers aufgetragen. Die Einstellzeit te, die der Regler benötigt, bis sein Istwert 1 auf den Sollwert anwächst, ist dabei für die Durchführung schneller Kommandovorgänge zu lang.An embodiment of the control device is shown in the drawing shown schematically. It shows F i g. 1 a diagram of a controller without command distortion, F i g. 2 is a diagram of a controller with command override: terrung, FIG. 3 a control loop with a device for command distortion. In FIG. 1 are above the timeline t the actual value 1 and the setpoint 2 of a heavily damped controller are plotted. the Adjustment time te that the controller needs until its actual value 1 increases to the setpoint, is too long for the execution of quick command processes.

In der F i g: 2 sind über der Zeitachse t1 die Kennlinien eines Reglers aufgetragen, bei dem der Sollwert verzerrt und stark überhöht eingegeben ist. Die Funktion des verzerrten Sollwertes 5- steigt steil an. Dies bedingt, daß der Istwert 3 in der wesentlich kürzeren Zeit t, 1 seinen vorgesehenen Sollwert 4 erreicht. Im Diagramm nach der F i g. 2 ist ferner auch der Abklingvorgang des verzerrten Sollwertes 5 in Abhängigkeit von einer gemessenen Größe derart gesteuert, daß das Stellglied möglichst lange voll beaufschlagt ist. Auch bei stark gedämpften Reglersystemen läßt sich auf diese Weise eine schnelle Kommandoausführung erreichen.In Fig. 2, the characteristic curves of a controller are plotted over the time axis t1, in which the setpoint is entered in a distorted and greatly exaggerated manner. The function of the distorted setpoint 5- rises steeply. This means that the actual value 3 reaches its intended target value 4 in the significantly shorter time t, 1. In the diagram according to FIG. 2, the decay process of the distorted setpoint value 5 is also controlled as a function of a measured variable in such a way that the actuator is fully loaded as long as possible. In this way, commands can be executed quickly even with heavily damped controller systems.

In der F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für den Kommandoverzerrer im Regelkreis eines geschwindigkeitsgesteuerten Flugkörpers schematisch dargestellt. Die Einrichtung zur Kommandoverzerrung 11 ist dabei durch zwei senkrecht verlaufende unterbrochene Linien gegenüber den Einrichtungen hervorgehoben, welche die Erfindung nicht betreffen. Das von einem Geber 10 kommende Signal wird der Einrichtung zur Kommandoverzerrung 11 zugeführt und dort in das Differenzierglied 12 sowie eine Einrichtung zur Differenzbildung 13 eingegeben. Aus dem differenzierten Signal und einem von der Geschwindigkeit des Flugkörpers abhängigen Faktor, den ein Programmgeber oder ein Meßgerät 15 liefert, wird in einem Multiplizierglied 14 das Produkt gebildet. Zu diesem Produkt wird in einer Einrichtung zur Summenbildung 16, die in einem Multiplizierglied 18 mit einem konstanten Faktor multiplizierte und aus der Einrichtung zur Differenzbildung 13 erhaltene Differenz aus dem vom Geber 10 kommenden Eingangssignal und einem rückgeführten Signal addiert. Das so erhaltene Signal liefert nach seiner Integration im Integrator 17 das überhöhte und verzerrte Signal, welches in die Rückführung 20 und einen Begrenzer 19 eingegeben wird, aus dem es der Regelstrecke 21 zugeführt wird.In FIG. 3 shows an exemplary embodiment for the command distortion device in the control loop of a speed-controlled missile. The device for command distortion 11 is highlighted by two vertical broken lines compared to the devices which do not relate to the invention. The signal coming from a transmitter 10 is fed to the device for command distortion 11 and there input into the differentiating element 12 and a device 13 for forming the difference. The product is formed in a multiplier 14 from the differentiated signal and a factor which is dependent on the speed of the missile and which is supplied by a programmer or a measuring device 15. This product is added in a device for summing 16, which is multiplied in a multiplier 18 by a constant factor and obtained from the device for difference formation 13 from the input signal coming from the transmitter 10 and a returned signal. The signal obtained in this way, after its integration in the integrator 17, supplies the excessive and distorted signal, which is input into the feedback 20 and a limiter 19, from which it is fed to the controlled system 21.

Claims

Claims: 1. Control device for generating a lead for speed-controlled guided missiles, with the setpoint command value for shortening the response time is increased with strong damping of the control system, d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that a factor dependent on the speed and the setpoint command value coming from a transmitter (10) via a differentiating element (12) into a multiplier. (14) must be entered, and that the product of the differentiated Set command value and the speed-dependent factor via a totalizer (16) and an integrator (17) and a limiter (19) are fed to the controlled system is tapped, a feedback signal between integrator (17) and limiter (19) is, that in a with the encoder (10) connected difference image (13) from the setpoint command value deducted and where the resulting signal after multiplication with a rate constant is fed back into the summer (16) in a further multiplier (18).

2. Control device according to claim 1, characterized in that the factor dependent on the speed is formed by a speed measuring device and / or a program unit (15) .