Первачев С.В. Радиоавтоматика (1982) (1095886), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Начало создания теории этих систем было положено ~в 30-х годах работами В. И. Си~форова по исследованию переходных процессов в приемниках с автоматической регулировкой усиления 111, работами Г. К. Серапина и А. А. Колосова по анализу стационарных режимов систем автоматической регулировки усиления 12, 31, исследованиями В. И. Сифорова и Г. В. Гитшова по определению устойчивости систем автоматической подстройки частоты 14), работами Н.

И. Чистякова по расчету частотных дискриминаторов и динамических процессов в системе автоматической подстройки частоты (5, 6] и др. Важную роль в разработке методов анализа и синтеза систем радиоавтоматики, а также в широком применении этих систем на практике сыграли книги и статьи, опубликованные Г. П. Тартаковским, М, Р. Каплановым, В.

А. Левиным, Б. Х. Кривицким, Р. Л. Стратоновичем, В. И. Тихоновым, И. А. Большаковым„ В. Г. Репиным, М, В. Капрановым, Г. И. Тузовым, В. В. Шахгильдяном и рядом других советских ученых и специалистов. С работами многих из названных здесь ученых читатель встретится на страницах последующих глав этой книги. 1.2. Принципы построения и классификация систем радиоавтоматики Системы радиоавтоматики весьма разнообразны и могузоклассифицироваться по целому ряду признаков. Некоторые из этих признаков совпадают с используемыми в теории автоматического управления 17, 81 и в технической кибернетике, объектом изучения которой являются как автоматические (без участия человека), так и автоматизированные (с участием человека) системы управления., Одним из таких признаков, опрйделяющим общее построение системы, является используемый в ней принцип управления (регули,рования).

Различают системы с управлением по рассогласованию (ошибке), с управлением по воздействию и системы с комбинированным управлением. Принцип управления по раосогласованию поясним применительно к показанной на рис. 1.1 системе управления общего вида, которая может быть как автоматической, так и автоматизированной. — — — — — — — Объектом управления (ОУ) в ! и„й) рассматриваемой системе может ПЗ О" быть техническое устройство, тех! ! ! иологичеекий процесс, предпрня- чз тие или даже целая отрасль на! ! родного хозяйства. Его состояние характеризуется управляемой веРис. 1.1 личиной у(1). В радиоавтомати- 6 ческой системе слежения за временным положением принимаемого импульсного радиосигнала, рассматриваемой более подробно в $2.3, объектом управления является генератор стробирующих (селсктирующнх) импульсов, 'а управляемой величиной — временное положение этих импульсов. В системе автоматической .регулировки усиления (АРУ) объектом управления является усилитель с переменным коэффициентом усиления, а управляемой величиной— амплитуда выходного напряжения усилителя.

На вход системы управления, изображенной на рис. 1.1, поступает воздействие ),(1), которое называют задающим. Задачей рассматриваемой системы управления является установление равенства между задающим воздействием и управляемой величиной у(1). Информация об управляемой величине извлекается чувствительнтям элементом (ЧЭ) и поступает на измеритель рассогласования (ИР). При отклонении управляемой величины у(1) от задающего воздействия 1 (1) возникает рассогласование (ошибка) х(1) = =1.(1) — у(1). Это рассогласование, выявленное измерителем рассогласования, создает на выходе преобразующего элемента (ПЭ) управляющий процесс ит(1), который поступает на объект управления и изменяет управляемую величину у(Г) так, что модуль исходного рассогласования уменьшается. Как видно из приведенного описания, системы, в которых реализуется принцип управления по рассогласовапию, являются системами с отрицательной обратной связью.

Наличие отрицательной обратной связи в таких системах приводит к образованию в них замкнутого контура управления, состоящего из регулятора (Рег) и объекта управления (рис. 1.1). В системах радиоавтоматики задающим воздействием является, как йравнло, параметр радиосигнала: фаза частота, временное положение йти направление йрихода. Это приводит к некоторому от'личйю в построении указаннйх систем радиоавтоматики, использующих принцип управлейия по рассогласованию, по сравнению с сисйтемой'изображенйой на рис.

1.(. Оно состоит в том, что на измеритель рассогласования йодается не само задающее воздействие ),(1), а радиосигнал и,(1, ),), одним из параметров которого является пронесс ХЯ. На второй вход измерителя рассогласования поступает вырабатываемый объектом управления опорный сигнал и0ч(1, у), параметром которого является управляемая величина у(1). Чувствительный элемент в системе управления при этом мо. жет отсутствовать. В результате нелинейного, преобразования сигналов и,(1, ).) и и, (Г, у), поступивших на входы измерителя рассогласования, на его выходе образуется напряжение, зависящее от величины рассогласования х(1), равной ) (1) — у(Г). Дальнейший процесс управления в системе радиоавтоматики протекает так же, как и в системе, показанной на рис.

!.1. Систем с п виленцем по воз ействию изображена на рис. 1.2. В этой системе задающее воздеиствие 1 преобразуется регуля. тором (Рег) в управляющий процесс и (1), который изменяет состоян)ге объекта управления (ОУ). Характеристики регулятора выбирашт так, чтобы получить необходимое изменение управляемой 7 величины у(1).

Примером радиоавтоматической системы описанного типа является система автоматической регулировки усиления «вперед» (91, предназначенная для стабилизации амплитуды сигнала на выходе усилителя. В системе, показанной на рис. 1.2, информация об управляемой величине у(1) не поступает на регулятор. Поэтому обратная связь в такой системе управления отсутствует и она получается разомкнутой, Системы управления разомкнутого типа имеют ряд недостатков. Обычпо в системе кроме задающего воздействия йм ОУ Х(1) присутствуют мешающие В разомкну- и й) у той системе управления они не контролиру- ются и приводят к отклонению управляеРис.

п2 мой величины от желаемого значения. Это имеет место также при изменении параметров регулятора и объекта управления по сравнению с их расчетными значениями. В описанных ранее системах, использующих принцип управления по рассогласованию, первоначальное рассогласование уменьшается независимо от причины, вызвавшей его появление. Как следствие, такие системы менее критичны к изменению их параметров и наличию мешающих воздействий.

Это обстоятельство является очень важным. Поэтому системы радиоавтоматики, как и большинство других систем автоматического управления, строятся обычно с управлением по рассогласованию. Достоинством систем с уппавлрнием по воздействию является принципиальная возможность получения требуемого поведения уп; равляемой величйны у(1) при нулевой ошибке х(1). В связи с этим ийогда йрименяются системы с комбиййровайным управлейием, сочетающие в себе управление пб ръссогласовайию и по задающему воздействию, В системах с комбйнйрованным управлением могут также сочетаться управление по рассогласованию и уп- Р "" " " "у Л'Г' "а ~ у~'"" г г Р "Р Л«Ю» Ы Ы уш объект управления. Системы радиоавтоматики можно классифицировать также по характеру задающего воздействия, выделяя при этом системы стабилизации, программного управления и следящие системы.

В системах стабилизации задающее воздействие является постоянной величиной. В системах программного управления оно описывается детерминированной функцией времени, в следящих си~стемах— случайной функцией времени, Следящие системы являются наиболее распространенным типом систем радиоавтоматики. Методы пх анализа полностью применимы к системам ста~билизации и программного управления.

Важным признаком, используемым при классификации систем радиоавтоматики, является вид параметра радиосигнала, рассматриваемого в качестве задающего воздействия. Таким параметром, как уже отмечалось, может быть фаза, частота, временное положение, направление прихода радиосигнала. Соответственно выде- 8 ВПМИ-ФВ ~~ 2 ~,Л~МаЫМ~.У~Ю~~ аа стройки.

В зависимости от используемого параметра радиосигнала измейяется ряд,функциональных элементов системы радиоавтоматики, и в первую-очередь измеритель рассогласования (дискриминатор). Подробное обсуждение перечисленных систем проводится в гл. 2. Системы радиоавтоматики классифицируют еше по ряду признаков. В зависимости от характера уравнения, описывающего процесс управления, различают системы непрерывные или дискретные, линейные или нелинейные, стационарные (с постоянными параметрами) или нестационарные (с переменными параметрами).

В зависимости от поведения в условиях априорной неопределенности статистических характеристик задающего воздействия и помех системы радиоавтоматики делят также на минимаксные, адаптивные, инвариантные и т. п. Конкретная система радиоавтоматики может иметь ряд из перечисленных признаков. Она может быть, например, линейной стационарной непрерывной системой слежения за фазой сигнала. Важную и быстро растущую группу составляют цифровые системы радиоавтоматики, построенные с использованием элементов и устройств цифровой вычислительной техники. В противоположность им пецпфровые системы называют часто аналоговыми. Осуществляемое в цифровых системах преобразование процессов в цифровую форму связано с дискретизацией их по времени и квантованием (дискретизацией) по уровню. Так как квантование по уровшо является нелинейной операцией, цифровые системы с точки зрения их математического описания являются дискретными нелинейными системами.

Приведенная классификация систем радиоавтоматики в силу их многообразия не является, конечно, исчерпывающей, но учитывает.многне основные особенности их построения и математического описания. Описание разнообразных систем радиоавтоматики, их практических применений, математических моделей, а также изложение методов и примеров анализа и синтеза систем рздиоавтоматики составляет содержание последующих глав книги. ГЛАВА 2 ОПИСАНИЕ СИСТЕМ РАДИОАВТОМАТИКИ 2.1. Системы чаетотиой автоподетройки Примеры использования. Системы частотной автоподстройки (ЧАП) применяются в радиоприемных устройствах для поддержания постоянной промежуточной частоты сигнала, используются для стабилизации частоты генерируемых колебаний, применяются в качестве узкополосных перестраиваемых по частоте фильтров и в качсст~)е демодуляторов частотно-модулированных колебаний с обратной связью по частоте.

Характеристики

Список файлов книги