Максимов М. В. - Защита от радиопомех, страница 82

Тогда условие инвари антности (9.3.2) будет выполнено при У„(0) = (Р + к„,)/к„кк,. Реализовать фильтр с такой передаточной,рункцией нельзя. Инварнантность достижима при использова иии двух гироскопов: позиционного и скоростного, т. е. в> системе с комбинированной коррекцией. Обычно огран«пинаются 4бз слеживаются в результате появления сигнала нв выходе пеленгатора, имеющего коэффициент передачи к „, Если отклонится ась объекта Ох, (изменится угол д), то ось гироскопа останется на месте и на его выходе возникнет сигнал.

Последний поступит на вход двигателя с передаточной функцией ка,!О, который повернет антенну так, что сигнал на его входе станет равным нулю. Обозначим передаточную функцию двигателя привода с учетом обратной связи через выбором (Р'„(Р) = 1/к„, лобиваясь высокого качества стабилизации антенны за счет увеличения коэффициента к„„. Ошибка воспроизведения за счет радиопомех П.„'и ошибок гироскопа >хЧ', будет описываться выражением: пуф=, ' Лр +, ' >хЧ'„. (9.3.!9) Р'+кх~ Р+ к, Р'+кя, Р+к„, Как видно нз формул (9.3.18) и (9.3.19), стремление уменьшить влияние изменений угла д на ошибку воспроизвеления приводит к увеличению ошибки, обусловленной дрейфом гироскопа ЛЧ',.

Если же этой ошибкой можно пренебречь, что часто имеет место на практике, особенно если время работы комплекса мало, то следует учитывать ошибку за счет изменений угла а. Практически всегда спектр е ва много раз уже спектра д. Полоса комплексной следящей системы для радиопомех может быть сужена по сравнению с некомплекснай системой примерно ва столько раз, во сколько ширпяа спектра 6 больше ши. рины спектра а. Во столько же раз снижается эффективность радиопомех шумового типа, создаваемых угломерным каналам.

Повышается благодаря комплексированию и надежность сопровождения пели. При глубоких замираниях или кратковременных пропаданиях сигнала антенна удерживается определенное время в направлении на цель системой ста. билизации. Схема рис. 9.10 пригодна и для измерений угловой скорости линии визирования. Этот сигнал азображается ошибкой >ау (9.3.18) и, следовательно, его ма>хна сиять с выхода пеленгатора (входа дополнительного интегратора). В качестве второго примера в той же задаче самонаведения рассмотрим работу комплексного автолальномера.

)>адиотехническая следящая система отслеживает дальность да цели г (тачнее, запаздывание импульсов т, = — 2гlс), определяемую выражением (9.1.4). Представим (9.1 4) в виде суммы г = го + ге (/) + гч (/). ! где г„= ) а„соз а„Н; г, = ) о,. соз дй, и лопустим, что на объекте имеется измеритель проекции а„век>ора скорости 9, (рис.

9.2) на направлении О„.О„(например, датчик воз- 470 ! ! ! 1 Рис. 9.! !. душной или путевой скорости и вычислитель, рассчитывающий аг„= / (а„, у, а), где а — угол атаки. Для простоты примем, что выполняется условие а,„ж ж а„т. е. объект навалится методом прямого наведения. Примем также, что автодальномер имеет астатизм первого порядка.

С учетом сказанного динамическую структурную схему комплексного автодальнамера представим в виде, показанном па рис. 9.11. Поскольку ИСД не обеспечивает измерений составляющей ач = Рг„, рассматриваемый комплекс следует отнести к системам с йеполнай информацией и учесть а„как составляющую ошибки П,' = о„+ аа„где Ьо, — инструментальная ошибка ИСД. На основании (9,3.11) для выходного сигнала измерителя запишем (9.3.20) >9 (Р) й (Р) где М (Р) = Т„И + Р + к„ к, = к,к„ вЂ” коэффициент передачи системы по скорости. Из (9.3.20) видно, что по отношению к Л,' система оказывается статической.

При этом установившееся значение статической ошибки измерения дальности (при равенстве нулю математического ожидания случайной величины >>а,) Ьг, = ьв/к„растет с уменьшением к,. На рассматриваемом примере особенно наглядна видно, что чем полнее информация ИСД отображает измеряемую координату, тем больший выигрыш в помехоустойчивости можно получить. В самом деле, полагая аа = О, находим, что уменьшение к„, а следовательно, и полосы следящей системы будет ограничиваться только ошибкой измерителя Ьа,. Комплексирование автадальномера с ИСД различных„ типов не только повышает его помехоустойчивость по от- 47! ношению к широкополосным шумовым помехам, а в значительной степени решает проблему защиты и от уводящих помех.

Скорость увода автодальномера ограничивается максимально допустимой динамической ошибкой слежения за уводящим импульсом Ьг„. Если мощность импульса помехи много больше мощности импульса полезного сигнала, то увод может осуществляться со скоростью о„< Ьг „к,. Значение Агя, при котором сопровождение еще не срывается, составляет примерно половину линейного участка дискриминационной характеристики различнтеля. В комплексном измерителе, особенно если речь идет о навигационной системе с полной информацией от ИСД, значение к» можно снизить в десятки раз по сравнению с некомплексным автодальномером.

Поэтому допустимая скорость увода будет столь малой, что создание такого вида помех может оказаться нецелесообразным. Но если даже увод или срыв автосопровождения и происходит за счет помех, наличие ИСД, сигналы которого скорректированы радио- дальномером, позволяет сохранять на достаточно длительное время информацию о дальности, а в системах с астатнз. мом второго порядка и о скорости ее изменения.

Это дает возможность резко сократить диапазон поиска сигнала. Если зафиксировать время поиска, то, очевидно, в комплексной системе можно повысить время накопления в обнаружителе в а = г!Лг, раз, где бг, — максимальная ошибка скорректированного сигнала г!СД. При заданных вероятностях ложной тревоги и пропуска сигнала это позволит уменьшить необходимое отношение д = и,э!о в к = Ъ~Т„„7Т„ раз, где и,е — эффективное значение напряжения сигнала, а Т„„ и Т„ — время накопления в обнаружителе комплексной и некомплексной систем соответственно.

Системы с коррекцией радиотехнических следящих си. стем сигналами автономных нераднотехнических ИСД нашли широкое применение [16, 181. В навигационных системах предпочитают использовать более сложные комплексы, в которых реализуется принцип взаимной коррекции измерителей. Обусловлено это, прежде все~о, тем, что в состав подобных систем входят нелинейные 472 преобразователи (вычислители), пересчитывающие сигналы из системы координат, в которой работает ИСД, в систему координат радиотехнического измерителя, а затем часто осуществляют и обратный пересчет.

По самой идее такие комплексы являются нелинейными преобразователями смеси полезного сигнала и помех. Все эти нелинейности описываются «гладкими», однако, как правило, многозначными (например, тригонометрическими) функциями. При совместном преобразовании смеси помехи и сигнала в вычислителе наблюдаются три крайне нежелательных явления: — «подавление» преобразуемого сигнала сопровождаю щнм его шумом и, следовательно, нарушение условия согласования измерителей по масштабу совместно обрабатываемых сигналов, т. е.

условия инвариантносги; — возможное нарушение однозначности преобразуемых сигналов; — преобразование комплексного измерителя в систему с переменными, случайно изменяющимися во времени параметрами в силу случайного характера преобразуемых сигналов. Эти крайне нежелательные явления вынуждают так выбирать структуру комплекса, чтобы все сигналы, поступающие на входы вычислителей, были хорошо отфильтрованы и из них были исключены систематические ошибки измерителей.

Указанные условия часто удовлетворяются при использовании систем с взаимной коррекцией. 9.4. КОМПЛЕКСНЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ С ВЗАИМНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ В указанном классе систем по существу объединены схемы радиокоррекции ИСД (рнс. 9.8) и коррекции радиотехнических следящих измерителей (рис. 9.9). Существо идеи такого объединения состоит в том, что перед вводом в вычислитель сигналы обоих измерителей уточняются, предварительно фильтруются, из них исключаются систематические ошибки и т.

д. В состав комплеисных систем с взаимной коррекцией измерителей входят нерадиотехнические измерители координат, неавтономные или автономные радиотехнические' навигационные системы, вычислительные устройства, в ка- 473 (9.4.1) Рис. 9.17. (9.4.3) честве которых часто используются пифровые машины, преобразователи аналог — код н код — аналог и т. д, 1!х теоретический анализ весьма сложен. Однако уяснить основные идеи такого комплексирования и п! оаести качественную оценку подобных систем можно на простых примерах однокоординатных измерителей с взаимной коррекцией. Анализ удобно проводить на конкретном примере, в качестве которого на рис. 9.12*! приведена динамическая структурная схема измерителя координаты з.

В состав этого измерителя входят: автономный измеритель скорости с передаточной функцией (в', (О), радиотехнический измеритель координаты положения, представляющий следящую систему (РСС) с астатизмом первого порядка, и счислитель пути. На вход счислителя пути подается уточненный при раднокоррекции сигнал скорости изменения координаты э (!).

Этот сигнал после приведения его к системе координат, в которой работает радиотехническая следящая система (вычислитель на схеме заменен пропорциональным авеном с коэффициентом передачи к,), вводится на вход интегратора, имеющего коэффициент передачи к„. Сигнал рздиотехнической системы, в свою очередь, после пересчета в систему координат автономной системы корректирует счислитель пути. Если инерционностью обоих *~ Прв оценке размерностей членов передаточной фувкцив следует иметь в виду, что единица в передаточной функции счвслвт.лв пути имеет размерность !/с. 474 вычислителей можно пренебречь, то выходная координата при ()7в =- ! будет определяться выражением ГО'-', (1эч-)-к, к,лв) Оч+к,к Р+к„ звмз з(г' + Ь' (О) + ТР'-)-(Тк, +к, к, кч) О, + к, кь О+ко э (О) Д1 (Р) где кч = к„к„— коэффициент усиления следящей радио- технической системы по скорости; И (О) = ТО' + (и, + Тк„) 0' + (1 + к,к, — к,к„) 0 + к, (9.4.2) — характеристическое уравнение комплексной системы.