При ШИМ лучистого потока преобразование пачек импульсов (см. рис.2.9) осуществляется также с помощью амплитудного детектора и фильтра, выделяющего первую гармонику на управляющей частоте. С амплитудного детектора снимаются пульсации прямоугольной формы (рис. 2.17).

Так как амплитуда колебаний в пачке постоянна, то и амплитуда пульсаций тоже постоянна. Амплитуда первой гармоники огибающей пачек импульсов зависит от длительности пачек импульсов, и, следовательно, пропорциональна величине ошибки между оптической осью КЦ и линией визирования.

Рис. 2.17. Формирование управляющего сигнала при ШИМ потока

При частотной модуляции потока энергии в состав электронного блока вместо амплитудного детектора включается частотный детектор. Сущность формирования управляющего синусоидального сигнала на управляющей частоте показана на рис. 2.10.

При ВИМ информация о рассогласовании заложена в длительности импульса – чем больше ошибка рассогласования, тем меньше длительность импульса. Из анализа спектра последовательности импульсов следует, что чем меньше длительность импульса, тем больше амплитуда первой гармоники (как и при ШИМ). Таким образом, применив амплитудный детектор с фильтром, можно получить пропорциональную зависимость между ошибкой рассогласования и амплитудой первой гармоники импульсов при ВИМ (рис. 2.18).

При этом информация о плоскости рассогласования заложена в фазовом сдвиге первой гармоники (_ц3).

Таким образом, независимо от вида модуляции лучистого потока электронный блок формирует управляющее синусоидальное напряжение на частоте вращения ротора гироскопа, амплитуда которого пропорциональна величине угла рассогласования, а фаза несет информацию о направлении рассогласования.

Рис. 2.18. Формирование управляющего сигнала при ВИМ потока

2.3.3. Принципы построения магнитной системы коррекции

Магнитная система коррекции предназначена для обеспечения прецессии ротора гироскопа под воздействием внешнего момента, создаваемого в катушке коррекции сигналом с усилителя мощности, со скоростью _пр в направлении уменьшения ошибки рассогласования.

В состав магнитной системы коррекции входят катушка коррекции, представляющая собой соленоид, ось которого совпадает с продольной осью ракеты, и ротор гироскопа, являющийся постоянным магнитом с явно выраженными полюсами (рис. 2.19).

Сигнал коррекции с усилителя коррекции, несущий информацию об угловом рассогласовании оптической оси гироскопа с направлением на цель (), имеет вид

u_ = U_sin(_гt + _ц), (2.17)

где U_ – амплитудное значение сигнала коррекции, пропорциональное ошибке рассогласования ;

_г – частота вращения ротора гироскопа;

_ц – фаза сигнала, характеризующая плоскость рассогласования.

Известно, что трехстепенной гироскоп обладает следующим свойством: если к ротору гироскопа приложить внешний момент , то ротор начнет прецессировать в направлении наикратчайшего совмещения вектора кинетического момента ротора с моментом внешних сил (рис. 2.19).

Рис. 2.19. Образование внешнего момента и прецессии ротора гироскопа

Кинетический момент ротора гироскопа характеризуется величиной

, (2.18)

где I_хг – момент инерции ротора гироскопа;

– вектор угловой скорости вращения ротора относительно оси OX_г (оптической оси гироскопа).

Внешний момент в магнитной системе коррекции создается за счет взаимодействия магнитного поля ротора-магнита с магнитным полем катушки коррекции. При протекании тока через катушку коррекции в ней наводится переменное магнитное поле, которое, взаимодействуя с полем вращающегося ротора-магнита, создает внешний момент

, (2.19)

где – вектор магнитного момента ротора-магнита, направленный вдоль линии раздела полюсов (от юга к северу);

– вектор напряженности магнитного поля катушки коррекции, направленный вдоль продольной оси катушки (ракеты) в ту или иную сторону, в зависимости от направления протекания тока через катушку коррекции.

Тогда основное свойство гироскопа можно записать в виде векторного произведения:

, (2.20)

где – вектор угловой скорости прецессии ротора относительно оси OY.

Направление прецессии оптической оси гироскопа определяется по правилу трех пальцев правой руки (рис. 2.20):

большой палец направлен по вектору внешнего момента;

средний палец направлен по вектору угловой скорости вращения ротора гироскопа;

указательный палец показывает направление вектора угловой скорости прецессии.

Рис. 2.20. Правило трех пальцев правой руки

Таким образом, для обеспечения прецессии гироскопа в сторону уменьшения ошибки рассогласования вектор внешнего момента, вызывающий эту прецессию, должен быть расположен в плоскости угла рассогласования. Направление вектора внешнего момента коррекции определяется фазой тока в катушке коррекции. В силу запаздывания в электронном блоке сигнала коррекции от огибающей "пачек" импульсов на выходе ПЛЭ необходима компенсация этого фазового сдвига. Эта компенсация реализуется одним из двух способов: поворотом рисунка растра относительно линии полюсов магнита N - S по направлению вращения ротора гироскопа на угол ₀ (см. рис. 2.19) или включением в состав электронного блока фазосдвигающей цепочки.

В целом передаточная функция по ошибке всего следящего координатора цели определяется упрощенным выражением вида

W(р) = _а(р):^(р) = K_эбK_ккK_г : р = К₀ : р, (2.21)

где K_эб, K_кк, K_г – коэффициенты передачи соответственно электронного блока, катушки коррекции и гироскопа.

Переходя к оригиналу, получим

^_л (t) = K₀ (t). (2.22)

Таким образом, по своим динамическим свойствам гироскопический СКЦ представляет собой следящую систему с астатизмом первого порядка, т.е. в установившемся режиме ошибка сопровождения цели () пропорциональна угловой скорости линии визирования ракета-цель (^_л).

2.4. Принципы построения автономных систем ОГСН

2.4.1. Система электрического арретирования

Система электрического арретирования оптической оси гироскопа служит для совмещения оптической оси гироскопа с линией прицеливания в общем случае, а в частном – с продольной осью ракеты. Если продольная ось ракеты не совпадает с линией прицеливания, то датчиком арретира служит обмотка заклона.

В состав системы электрического арретирования входят (рис. 2.21): датчик арретира (обмотка пеленга или заклона); элементы электронного тракта усиления и преобразования СКЦ; магнитная система коррекции СКЦ.

Рис. 2.21. Система электрического арретирования ротора гироскопа

В качестве датчика угла рассогласования используется датчик арретира, представляющий собой соленоид, расположенный перед катушкой коррекции. После окончания разгона ротора гироскопа при отклонении оптической оси гироскопа OX_г от продольной оси ракеты OX на угол пеленга  в катушке арретира наводится переменное напряжение на частоте вращения ротора гироскопа, амплитуда которого пропорциональна углу пеленга , а фаза соответствует плоскости (направлению) рассогласования.