Бондаренко В.Н., Тяпкин В.Н., Дмитриев Д.Д. и др. Радиоавтоматика. Под ред. В.Н.Бондаренко (2013), страница 22

При срыве слежения (из-за воздействия помех или вследствие потери сигнала) также возникает необходимость повторного поискасигнала.Полагая усилитель безынерционным, для управляющего напряжениязапишемUу(t) = kуUд(t),(2.40)где kу – коэффициент усиления (на практике обычно используются корректирующие звенья, включённые в цепь отрицательной обратной связи усилителя; в этом случае вместо kу используется операторный коэффициентпередачи Ку(p)).1362. Типовые системы радиоавтоматикиИсполнительный двигатель описывается дифференциальным уравнениемTдd  д (t )  д (t )  k дU y (t ) ,dtгде д(t) – управляемая переменная (скорость вращения ротора двигателя);kд – коэффициент передачи, имеющий размерность рад/сВ; Тд – постояннаявремени, учитывающая инерционность как самого двигателя, так и следящей антенны.Последнее уравнение представим в операторной форме: д (t )  K д ( p )U у (t ) ,(2.41)kид– передаточная функция инерционного звена, отобра1  Tд pжающего на структурной схеме исполнительный двигатель.Редуктор осуществляет преобразование вращения ротора двигателя вугловое положение антенны.

Математическим эквивалентом этого преобразования является операциягде K д ( p )  ц (t )  kp  (t )p д ,(2.42)где kP – коэффициент передачи редуктора (интегрирующего звена).Используя формулы (2 35), (2.36), (2.40)–(2.42), запишем следующееуравнение: ц (t )  k k K ( p) U (α)  n(t ,α) .у p дp(2.43)Структурная схема ССН, построенная в соответствии с выражением(2.43), представлена на рис. 2.41, а.Аппроксимируя дискриминационную характеристику линейной зависимостью U() = kд (kд – крутизна ДХ при  = 0), что справедливо прималых ошибках  (режим слежения), приходим к структурной схеме линейной системы (рис.

2.41, б). Она совпадает с обобщённой структурнойk у kp K д ( p ).схемой следящей системы (рис. 1.5), если полагать, что K ( p ) pНа основе линейной модели ССН можно решать такие задачи, как определение запаса устойчивости, качества переходного процесса (быстродействия, перерегулирования), точности слежения.2.5.

Системы слежения за направлением прихода сигнала137n(t,α)αцαn(t)αцU(α)α цαkдα цkp /pKд(p)K(p)kуа)б)Рис. 2.41П р и м е р 2.8. Для ССН, представленной структурной схемой нарис. 2.42, а, определить параметр K1 = kдK, при котором обеспечиваютсязаданные показатели качества: быстродействие tп  2 с, перерегулирование = 0; угловая ошибка д  2 град при скорости  = 3 град/с.αцααцKp(1+0,2p)kД1+0,001pа)ImL (ω), дБω = 50 с–1-1  =Кср110°5101102–1103 ω, с-2-0,5R=1Reω = 5 с–1–3ω = 1,6 с–1б)в)Рис. 2.42Р е ш е н и е. Рассматриваемая система (в разомкнутом состоянии)имеет ЛАХ вида (рис. 2.42, б).Частоту среза определим из условия ср  /tп  1,57 c 1 (выбираемср = 1,6 с–1).1382.

Типовые системы радиоавтоматикиДобротность системы по скорости K1 = ср = 1,6 с–1.Динамическая ошибка системы первого порядка (см. п. 1.5)αд α 1,9 град .K1Качество переходного процесса определяем косвенным методом: поАФХ разомкнутой системы (рис.

2.42, в). Монотонному переходному процессу (без перерегулирования) соответствует АФХ, расположенная справаот вертикальной линии –0,5 (см. п. 1.5). Как видим из рисунка, в данномслучае это требование удовлетворяется.πЗапас устойчивости по фазе равен φ   arctg(0, 2ωср )  1, 26 рад,2а по усилению – более 40 дБ.Контрольные вопросы1. Укажите области применения ССН.2. Поясните принцип действия амплитудного пеленгатора с суммарно-разностной обработкой сигнала.3. Какой вид имеет диаграмма направленности антенны автоматического радиопеленгатора?4. Дайте математическое описание ССН.5.

Составьте структурную схему ССН.6. Какой вид имеет структурная схема линейной ССН? При какихусловиях она применяется и какие задачи позволяет решать?7. Как определяются динамические ошибки ССН при типовых воздействиях: скачкообразном, линейном, квадратичном?8. Чем характеризуется точность ССН при воздействии помех? Какой смысл имеет шумовая полоса системы и как она определяется?9. Как осуществляется поиск сигнала по направлению? Чем определяется полоса захвата ССН?2.5. Системы слежения за направлением прихода сигнала139ЗАКЛЮЧЕНИЕСодержание учебного пособия убедительно подтверждает необходимость всестороннего (системного) рассмотрения всей совокупностипроблем, возникающих при разработке любой радиотехнической автоматической системы. Для такого подхода разработчик должен четко представлять назначение и условия эксплуатации проектируемой системы, определяющих выбор принципа действия, тактико-технических характеристик и структуры автоматической системы.

При разработке системы необходимо учитывать исторический опыт и перспективы развития системне только рассматриваемого класса, но и других (альтернативных) систем,о которых разработчик должен иметь достаточно глубокое представление.Особенно важно это при создании комплексных автоматических систем,включающих разнородные системы радиоавтоматики.Рациональный выбор принципа действия и структуры автоматической системы не может быть сделан без глубокого знания современнойэлементной базы и перспектив её развития.

Разработчик автоматическихсистем должен внимательно следить за результатами фундаментальныхисследований и учитывать их при проектировании. Использование современной цифровой элементной базы позволило существенно улучшить характеристики радиотехнических автоматических систем.Радиоинженер должен уметь применять методы оптимизации системрадиоавтоматики так же, как и методы проектирования таких систем от эвристических оценок и физического эксперимента до математического моделирования и автоматизированного проектирования.Методы и средства, используемые при создании радиотехническихавтоматических систем, непрерывно расширяются. В радиотехнике используются последние достижения многих областей науки и техники. Этопредъявляет высокие требования к образованию современного радиоинженера, в котором курс «Радиоавтоматика» играет важную роль, объединяяв единую систему знания, получаемые студентом в процессе обучения.1402.

Типовые системы радиоавтоматикиБИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК1. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического управления /В.А. Бесекерский, Е.П.Попов. 4-е изд., перераб. и доп. – СПб. : Профессия,2003. – 747 с.2. Коновалов, Г.Ф. Радиоавтоматика / Г.Ф. Коновалов. – М.: Высш.шк., 1990. – 335 с.3. Ерофеев, А.А. Теория автоматического управления / А.А. Ерофеев. – СПб. : Политехника, 1998. – 294 с.4. Бесекерский, В.А. Радиоавтоматика / под ред. В.А.

Бесекерского.– М. : Высш. шк.,1985. – 271 с.5. Коломиец, А.П. Автоматика / А.П. Коломиец, А.В. Шавров. –М. : Колос, 2000. – 262 с.6. Радиотехнические системы / Ю.М. Казаринов. – M. : Высш. шк.,1990. – 496 с.7. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС /ред. В.Н. Харисов, А.И. Перов. – М.: ИПРЖР, 1999. – 400 с.8. Рыжков, А.В. Синтезаторы частот в технике радиосвязи / А.В. Рыжков, В.Н. Попов. – М. : Радио и связь, 1991. – 264 с.Приложение 1141ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯАДАПЧАРУАСАСДАСНАЦПАФХАЧХБОВБВДВСГлОСГОСДкДХИДИУИХЛАХЛФХМЧМОГОСОУОФМПГПЗУПИ– амплитудный детектор– автоподстройка частоты– автоматическая регулировка усиления– автоматическая система– автосопровождение по дальности– автосопровождение по направлению– аналого-цифровой преобразователь– амплитудно-фазовая характеристика– амплитудно-частотная характеристика– блок обработки– вычислительный блок– временной дискриминатор– временной селектор– главная обратная связь– генератор опорного сигнала– дискриминатор– дискриминационная характеристика– измеритель дальности– исполнительное устройство– импульсная характеристика– логарифмическая амплитудно-частотная характеристика– логарифмическая фазочастотная характеристика– минимальная частотная манипуляция– опорный генератор– обратная связь– объект управления– относительная фазовая манипуляция– подстраиваемый генератор– постоянное запоминающее устройство– приемоиндикатор142ПИФПрПУИПХРАРНСРСНРТССАУСАРСИДСКОССЗССНСФУДУПУПТУПЧУСФмФАПЧФАРФДФМФНЧФХФЧХЦАПЦФмЦФДЦФЧДЧЭЭАЭСПринятые сокращения– пропорционально-интегрирующий фильтр– приемник– пульт управления и индикации– переходная характеристика– радиоавтоматика– радионавигационная система– равносигнальное направление– радиотехническая система– система автоматического управления– система автоматического регулирования– следящий измеритель дальности– среднеквадратическое отклонение– система слежения за задержкой– система слежения за направлением– согласованный фильтр– угловой дискриминатор– устройство поиска– усилитель постоянного тока– усилитель промежуточной частоты– устройство синхронизации– фазометр– фазовая автоподстройка частоты– фазированная антенная решетка– фазовый дискриминатор– фазоманипулированный сигнал– фильтр нижних частот– флуктуационная характеристика– фазочастотная характеристика– цифроаналоговый преобразователь– цифровой фазометр– цифровой фазовый детектор– цифровой фильтр– частотный дискриминатор– чувствительный элемент– элемент автоматики– элемент сравнения1432.

Типовые системы радиоавтоматикиПРИЛОЖЕНИЯПриложение 1ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯК разделу 11.1. Передаточная функция звенаK ( p) 1  T1 p.1  T2 pЗаписать дифференциальное уравнение.1.2. Дифференциальное уравнение, описывающее линейное звено,имеет видT1T2dy (t )d 2 y (t ) y (t )  x (t ). (T1  T2 )2dtdtНайти передаточную функцию звена.1.3. ЛАХ звена имеет вид, представленный на рис. П1.L ( ω ), дБω, с 1–20–40Рис. П1Найти передаточную функцию звена.144Приложение 11.4. ЛАХ звена имеет вид, представленный на рис.

П2.L ( ω), дБω, с 1–20– 40Рис. П2Найти передаточную функцию звена.1.5. Передаточная функция звенаK ( p) 10(1  p ).p2Записать выражения для асимптотической ЛАХ и ФЧХ. Построитьграфики ЛАХ и ЛФХ звена.1.6. ЛАХ звена имеет вид, представленный на рис. П3.L ( ω), дБω, с 1–20–40Рис. П3Найти передаточную функцию.1.7. Передаточная функция звенаK ( p) 2(1  0,01 p ).(1  p )(1  0,1 p )Записать выражения для асимптотической ЛАХ и ФЧХ. Построитьграфики ЛАХ и ЛФХ звена.Задачи для самостоятельного решения1451.8. Найти передаточную функцию звена, представленного структурной схемой на рис. П4.yxk0k1TpРис.