Бесекерский В.А., Елисеев А.А., Небылов А.В. и др. Радиоавтоматика. Под ред. В.А.Бесекерского (1985) (1095884), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Напряжение и с выхода дискриминатора поступает на вход управляющего устройства, которое вырабатывает напряжение и, функционально зависящее от и и управляющее работой временнбго модулятора. Временной модулятор, являющийся объектом управления системы АСД, представляет собой устройство управляемой временной задержки. Он вырабатывает селекторный импульс с задержкой на время 1, относительно момента излучения зондирующего импульса, определяемое напряжением и„, которое воздействует на устройство задержки таким образом, что сводится к нулю рассогласование М,=1о — 1,. В результате радиолокационный приемник «открывается» для приема сигналов лишь к моменту прихода импульса, отраженного от выбранного объекта сопровождения, на время, определяемое длительностью этого импульса. Тем самым обеспечивается пространственно-временная селекция движущегося объекта по дальности.
При этом временной интервал 1, между моментом излучения зондирующего импульса и моментом выработки селекторного импульса пропорционален дальности с» объекта сопровождения, благодаря чему осуществляется измерение этой дальности. Система автоматической подстройки частоты. Достаточно широкий рр .р-, р * р«рва ярд р ! 611К»Л»»«>гека Г11», 1т 6В1А й ден к следующей задаче: осуществить автоматическое управление частотой генератора гармонических колебаний так, чтобы частота 1'„ этих колебаний с точностью до постоянного слагаемого 1; была равна частоте ~, колебаний на входе некоторого радиотехнического устройства, или, дРУгими словами, чтобы РазностнаЯ частота ~и=~,— 1„, называемая обычно промежуточной, имела заданное значение 1,.
В такой постановке задачи входной величиной (задающим воздействием) системы АПЧ как замкнутой автоматической системы является частота Г, входного сигнала, выходной управляемой величиной— частота колебаний генератора ~„, как показано на функциональной схеме системы АПЧ, представленной на рис. 1.12. Рис. 1Л2 В состав системы АПЧ входят: смеситель СМ, усилитель промежуточной частоты УПЧ, дискриминатор Д (частотный или фазовый в зависимости от типа системы АПЧ), исполнительное устройство ИУ и управляемый гетеродин УГ.
Смеситель — это устройство с двумя входами. На один вход поступает входной сигнал с частотой г„на другой — колебание управляемого гетеродина частоты 1,. На выходе смесителя выделяются колебания с частотой, равной разности частот колебаний на его входах, т.
е. колебания с промежуточной частотой г,=(,— г,., которые усиливаются усилителем УПЧ. Колебания промежуточной частоты поступают на вход дискриминатора, в котором тем или иным способом фиксируется требуемое значение Г, промежуточной частоты (см. 5 1.6). При отклонении частоты ~р от заданного ее значения ~„т. е. при Л1р — — ~,— ~р~О, па выходе дискриминатора создается постоянное напряжение ошибки и, зависящее от рассогласования Л~р. Это напряжение подается на вход исполнительного устройства, которое вырабатывает напряжение ит, изменяющее частоту ~„колебаний гетеродпиа таким образом, чтобы свести рассогласованиеЛ~р к нулю.
При этом имеем Л~р ---1,— (1,— (,)=О или 1"„=1',— 1м т. е. частота колебаний ~, управляемого генератора с точностью до постоянного слагаемого 1, равна частоте 1"„. входного сигнала радиотехнической системы. Системы АПЧ подразделяют на системы частотной автоподстройки (ЧАП) и на системы фазовой автоподстройки (ФАП). В системах ЧАП в качестве измерителя частотного рассогласования Ь~р применяется частотный дискриминатор ЧД, выходное напряжение которого пропорционально этому рассогласованию, т.
е, и„=к Щр, где 鄄— коэффициент передачи частотного дискриминатора. В системах ФАП измерителем частотного рассогласования служит фазовый дискриминатор ФД, выходное напряжение которого пропорционально разности фаз агар между выходными колебаниями смеси- 18 теля и опорным напряжением фазовогодискриминатора, имеющим ча стотУ Г„, т. е.
и =йф„йгрр, где йэ„— коэффициент пеРедачи фазового дискриминатора. В этом случае система АПЧ сводит фазовое рассогласование ~ЧР между напряженнем промежуточной частоты и опорным напряжением к постоянному значению. Но тем самым сводится к нулю и частотное рассогласование этих напряжений, так как разность фаэ двух гармонических колебаний может быть постоянной (в частности, равной нул1о) лишь при равенстве частот этих колебаний. й 1.3.1,МАТЕМАТИЧЕСКИЦ'МЕТОДЬЦОПИСАНИЯ ЛИНЕЙНЫХ НЕПРЕРЬ ВНЫХ()СИСТЕМ Общая характеристика методов.
Всякое устройство, рассматривао мое лишь с точки зрения математической зависимости между его выходной и входной величинами как функциями времени, называетсядинамической системой. Таким образом, динамической системой является автоматическая система в целом и каждое ее звено в отдельности. Задачей математического исследования автоматической системы, как системы динамической, является определение реакции этой системы у(() на заданное входное воздействие д(1) или, что является более простой задачей, нахождение некоторых характеристик системы, определяющих ее общие свойства. Основные методы математического исследования автоматиче „„ систем можно разделить на две группы — временные методы и частотные методы. Временные методы базируются на использовании дифференциального уравнения системы, позволяющего определить передаточную функцию системы и найти такие важнейшие ее характеристики, как переходная и весовая функции.
Знание весовой функции позволяет исследовать процессы в системе посредством интеграла свертки. Частотные методы основаны на использовании частотной передаточной функции системы, а также па ее частотных логарифмических характеристиках. Использование дифференциальных уравнений. Дифференциал „ уравнения широко используются при исследовании процессов н автоматических системах непрерывного действия, в особенности в системах нелинейных и в системах с переменными параметрами.
Для ли нейных систем с постоянными параметрами развиты более удобны~ в практическом отношении частотные методы. Общий метод составления дифференциального уравнения авт а тической системы заключается в следующем. Для каждого функци нального злемепта автоматической системы составляют в соответствии с его теорией дифференциальное уравнение, связывающее вы. ходную геличнну этого элемента с входной. В результате получают систему уравненгй, число которых равно числу функциональных элементов автоматической системы.
В полученной системе дифференциал . ных уравнений величины Л(1) и у(г) рассматривают как основные, а все остальные величины на входе и выходе функциональных элементов — как промежуточные. Исключая из полученной системы уравне- 19 н м сСс'х, исхс Х ан-о — = Х Ьо!-с о=о сс" с =о щ' (1.3) где М<йс'. Обозначим р=с(ссЖ оператор дифференцирования и запишем (1.3) в виде н м ~ а с Рохо = ~~.', Ьм с Рсх,. (1.4) о=о с=о- Рассматривая формально х, как общий множитель в левой части уравнения (1.4), а х,— в правой, представим (1.4) в виде Рсы(Р) х (!) =стм(Р) хс (!) где Рсы(Р) = ~ асы „Ро — диффеРенциальный полипом левой части о=о уравнения; Йос(р) = ~~'„, Ьм, р' — дифференциальный полипом прас=о вой части уравнения.
Разделив формально обе части уравнения на Рн(р), получим х,(!) = «7(р) х, (!), (1.5) где УР(р)=ссм(р)гРн(р) — передиспочная функция, соотеетствующая дифференциальному уравненисо (1.3). Выражение (1.5) представляет собой лишь сокращенную операторную форму записи уравнения (1.3). При этом правую часть (1,5) формально рассматривают как произведение передаточной функции и функции времени. Введенное понятие передаточной функции с использованием алгебраизированиого оператора дифференцирования р =сйсс(! и функции времени является нестрогим. Строгое определение передаточной функции с использованием преобразования Лапласа и комплексной переменной р=с+!со изложено далее.
Рассмотрим применение передаточных функций для свертывания системы дифференциальных уравнений в одно уравнение более высокого порядка на примере системы АСН (см. рис. 1.9). Для простоты рассмотрим систему АСН без корректирующего устройства. Процессы ний все промежуточные величины, получим уравнение, связывающее величины у(!) и д(!), т. е. уравнение автоматической системы. Процедура исключения промежуточных переменных из систем дифференциальных уравнений достаточно трудоемкая. Упрощение этой процедуры для линейных систем достигается применением передаспоыносх функций. Пусть дифференциальное уравнение линейной динамической сис.темы имеет вид в системе описываются следующими уравнениями: е(г) =Ы(г) — у(г) — уравнение для ошибки; а„(1) = Ащ, е (г) — уравнение дискриминатора; Ттат+ а„(1) = йти, (1) — уравнение усилителя (упрощенное); Тдь), + й,(1) =/г„и (1) 1 уравнения исполнительного двигателя у(1) ь () (1) ( с РедУктоРом, где Ь„р — коэффициент передачи дискриминатора; Т» и Ь вЂ” постоянная времени и коэффициент передачи усилителя; Тя и й — постоянная времени и коэффициент передачи исполнительного двигателя; Ар — коэффициент передачи редуктора.
Уравнение исполнительного двигателя является в данном случае одновременно и уравнением объекта управления — следящей антенны, момент инерции которой учитывается при определении постоянной времени Тл исполнительного двигателя. Перепишем эти уравнения в операторной форме (1.5), т. е, е (1) = д (1) — у (1), и, (1) = й„,е(1), ~. Я = УР. (р) ~, Я 1 т у(1)=(Р,(р)(1.(1)= ~ а.(1). (а) (б) (в) (г) (д) Подставляя' последовательно (а) в (б), (б) в (в), (в) в (г) и (г) в (д), получим уЯ="' (р)"',(р) УР,(р)Ь.
1йР) — у(1Н= Ь„,Ь„Ь,Ь, =, (, + Т„)(, +Тгя) Га(Π— У ИН откуда, обозначив К,=й„рйтй /гр, найдем уравнение системы АСН (Т,Т р'+(Т, +Т„) р'+ р+К,1у(1) =К, д(1) (1,6) или (а р'+а,р'+а,р+а,) у Я =ЬоуЯ, (а р" +а р" '+... +а„,р+а„) у=(Ь р'"+Ь р'" '+... -1-Ь„) д (!.7) при т -.и, или в операторной форме у(г) =тз (р)й(г) (1.8) 21 где а,=Т„Т,;, а,=Т +Т,;, а,=1; а,=Ь,=К,. В общем случае линейное дифференциальное уравнение замкнутой автоматической системы запишем в виде где л3 л 7((р)= = х р( г=о в=о (1.9) передаточная функция замкнутой автоматической системы с Я (р) — ~ б л-~ са л 0 ( ) = 2. а,р" " ) Как следует из (1.9), Н(р) представляет собой отношение полиномов символической переменной р, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
