Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 37
Текст из файла (страница 37)
4.7. Вид опорного напряжения влияет иа дискрил~инаторную характеристику (рис 4.18, г), на точность и надежность работы схемы автосопроаождения, на выбор целесообразных параметров предшествующих каскадов приемника Так, например, при использовании оптимального приемника обнаружения теоретически наилучшая отработка сигнала ошибки имеет место прн узких сомкнутых полустробах, каждый из которых аппроксимируется дельта-функцией В этом случае временной дискриминатор способен наиболее точно зафиксировать положение максимума выходного напряжения оптимального приемника. Однано ширина дискриминаторной характеристики может оказаться недостаточной, и для того, чтобы дискриминатор мог работать при больших временных рассогласованиях, необходимо расширять полустробы.
От сомкнутых полустробов можно перейти к разомкнутым или к пилообразному опорному вапряжению Имеющий при этом место эффент увеличения времени интегрирования эквивалентен сужению полосы после детектора. Он может быть частично возмещен расширением полосы до детектора по сравнению с ее оптимальным значением при сомкнутых узких стробах. В соответствии со схемой (рис. 4!8, а) напряжение с выхода временного дискриминатора подается на вход интегрирующего усилителя, который за. меняет рециркулятор схемы (рнс. 4.17) и осуществляет накопление за несколько периодов посылки.
Лля увеличения постоянной времени интегратора часто включают его интегрирующее ЯС-звено в цепь обратной связи усили. геля Если сам усилитель, показанный на рис, 4.19 прямоугольником, имеет бесконечное входное сопротивление, то, используя закономерности схемы делителя напряжения, нетрудно найти выходное напряжение усилителя в операторной форме. Полагая при нечетном числе каскадов передаточный коэф.
фициент усилителя — К, получим К вЂ” к и„+(и,„,— и,„), 1-и,„„ Я+— Ср ) где ивх =ивх (Р) и иных=иных (Р) пеРедаточный коэффициент интегРирующего усилителя (с цепью обратной связи) тогда будет и,„, (р) 1 Ки !Р) = = — К (4) и,„(р) т,р+! ' .где Те =(1+ К))7С вЂ” постоянная времени. Из полученного выражения следует, что включение ЯС-звена в цепь обратной связи эквивалентно увеличению постоянной времени ЯС в схеме непосредственного внлючения интегрирующей цепи на вход усилителя (рис 4.!9, б) а (1+ К) раз. Для быстро протекающих процессов, когда ! (1 + К))«СР(» 1, т е. процессов, заканчивающихся за время, значительно меньшее (1 + К))«С, выражение (4) переходит в выражение передаточной харантеристики интегратора 1 К,(р) = — Кз —, (5) Р К .где Кь = + .
)тС. Подключение )7С-цепочки к Усилителю по схеме 208 $ 4.8 а) Рис. 4.!9 Схемы инте граторов с использованием (а) и бев использования (б) обратной связи ряс 4.!9, о, а не 4.(9, б, расширяет пределы применимости интегратора, но за счет потери усиления (вследствие сильной отрицательной обратной связи). Вырабатываемое интегратором напряжение подается на исполнительный элемент устройства автосопровождения по дальности— схему управляемой временной задержки.
Для реализации последней может использоваться фантастрон или санатрон. В последнем случае стабильность задержки может быть достаточно высокой— до десятых долей процента. Подаваемый на схему запускающий импульс, согласованный по времени с зондирующим, задерживается при этом строго в зависимости от напряжения на выходе интегратора. Выходной импульс схемы задержки запускает схему выработки опорного напряжения временного дискриминатора, так чтобы последнее соответствовало по времени ожидаемому положению импульса, отраженного от сопровождаемой цели. Величина напряжения на выходе интегратора или согласованная с ней задержка опорного напряжения относительно аондирующего импульса могут быть использованы в качестве оценки дальности до цели, соответствующей моменту прихода предыдущего отраженного импульса.
До сих пор предполагалось, что схема управляемой временной задержки может выдавать плавно изменяемую задержку в зависимости от поступающего на нее непрерывно изменяемого напряжения. В настоящее время получают также распространение Чифроеьа схемы аетосопроеождения ло дальности. Сигнал ошибки на выходе дискриминатора вырабатывается при этом в цифровой (двоичной) форме. Интегрирующий усилитель заменяется тогда цифровым сумматором, а плавная временная задержка — дискретной цифровой задержкой, которая под воздействием сигнала ошибки меняется заранее выбранными, достаточно малыми скачками. 9 4.9. Оптимальная последовательная обработка для движения с независимыми стационарными вторыми приращениями.
Устройства автосопровождения с двумя интеграторами В рассматриваемой модели движения цели а =а ~+6, бм = бм — ! + ум (!) Р99 8 заа. !аоо где второе приращение у — случайная гауссова величина с математическим ожиданием М(у ) = О.,г(ля установившегося режима эта модель приводит к схеме обработки с двумя интеграторами. В установившемся режиме измерений любые последующиеоценки получаются из предыдуших и результата отсчета а „,„по одному и тому же правилу обработки (вывод см. ниже) а =-а„~ +6„~+А(а „,— а,„~ — 6„, ~), 2) 6 =б ~+В(а „,„— а' 1 — 6' ~). Соответствующая этому правилу схема вычислительного устройства показана на рис. 4.20. Ее отличие от схемы рис.
4. )7 состоит в отслеживании и а и 6, т. е. и дальности и скорости. Операции алгебраического суммирования в этой схеме выполняются сумматорами 1, 2, 3. Первый сумматор вычисляет сигнал ошибки по результату последнего отсчета а „„„и предыдущим оценкам а, и 6 Вычисленное значение сигнала ошибки используется для получения оценок и и 6, Оценку а выдает второй сумматор, на вход которого подаются предыдущие оценкиа „б ~ и сигнал ошибки, умноженный на постоянный весовой коэффициент А.
К выходу второго сумматора подключена линия задержки, с которой снимается предыдущая опенка и,„, и подается на первый сумматор, где используется для вычисления сигнала ошибки. Третий сумматор выдает текущую оценку 6 . К нему подключена линия задержки, с которой снимается предыдущая оценка 6 Она подается на вход сумматора совместно с сигналом ошибки с первого сумматора, умноженным на весовой коэффициент В.
Кро ме того, оценка 6 1 подается на входы 1 и 2 сумматоров. Установившиеся значения коэффициентов А, В, дисперсий 0„0ь, Р,„„, Рь., и корреляционных моментов )7, )7„о можно найти из системы уравнений (3), (7), (8), опуская индексы и и (и — !),— см. ниже. При Рт (<Р„,„получим т, Э Рс — Г 40т 0отсч~ Рь = ь 40т Ро.сч !' Рт Рстсч ~ откуда легко находятся Ос 0 отсч отсч Последовательная обработка позволяет существенно снижать ошиб- 210 $4.9 Рис. 4.20. Схема последовательного получения оптимальных оценок для установившегося режима движе- ния со стационарными вторылги прирашениялги ку измерений по сравнению с ошибкой единичного отсчета.
Например, если О,„,„= (30 м)а, а 0„=(0,3 м)', то 0„= (12 м)а. Чем меньше значение 0„, тем в большей степени снижается ошибка. Схема вычислительного устройства (рис. 4.20) содержит не. сколько замкнутых контуров, охваченных обратной связью, два из которых представляют собой схемы рециркуляторов.рециркуляторы, как уже отмечалось, можно свести к интеграторам, а вычисление сигнала ошибки возложить на врелченной дискриминатор.
В результате придем к практической схеме автосопровождения по дальности одной цели с двумя интеграторами. Поскольку такие системы в чистом виде (в отличие от схемы рис. 4.!8) структурно неустойчивы, они неточно отражают оптимальную систему (рис. 4.20). Поэтому для обеспечения устойчивости вводят корректирующие звенья. В результате схема принимает вид, показанный на рис. 4.21, где предусмотрена коррекция второго интегратора, т. е. демпфирование колебательных переходных процессов. Системы автоматического сопровождения по дальности с двумя интеграторами осуществляют автоматическое измерение не только дальности цели, но и ее скорости.
Поскольку напряжение на выходе второго интегратора пропорционально дальности, то напряжение на Рис. 4.2!. Схема автосопровождения пв дальности с двумя нити. траторами аИ его входе пропорционально производной от дальности, т. е. радиальной скорости цели. Непродолжительное замирание в системе с двумя интеграторами менее действенно, чем в системе с одним. Следящие импульсы при этом продолжают перемещаться с прежней скоростью, соответствующей скорости цели в момент пропадания сигнала. Для захвата импульса цели, появившегося на некотором участке дальности, необходимо подвести к нему полустробы опорного напряжения.
Поэтому режиму автосопровождения должен предшествовать режим ручного, полуавтоматического или автоматического поиска. В последнем случае положение полустробов с помощью специальной схемы плавно меняется во времени, пока не произойдет захват на автосопровождение. Схемы автосопровождения с двумя интеграторами, как и с одним, могут работать на принципах цифровой техники. Поясним вывод приводившихся выше соотношений Соотношения (1) позволяют прогнозировать величины сст ибт и, вчастности, установить их прогнозированные оценки ат пр ат — 1+бт пр' бт пр бт — 1' Совместный закон распределения прогнозируемых величин является нормальным и наряду с математическими ожиданиями определяется их дисперсиями и корреляционным моментом.
Последние для сумм случайных величин могут быть найдены на основе известных соотношений 0 ( и+ о ) = 0 ( и) +0 (о) +2И (и, и), Я(и+о,в) =)((и,в)+й(ов) . Поскольку т-е приращение ут независимо от всех предшествующих случайных величин, получим Опт пр Оп (т — 11+ Оет пр+2~~т — 1 Оет пр ОЗ 1т-11+ Оут, ~~т пр йт-1 + 116 1т — 11+ 11ут Совместное распределение р(а,п, бт) величин ат, бт, полученное к моменту т-го отсчета по данным прогноза, по отношению к этому отсчету может рассматриваться как доопытное.
Послеопытное (условное) рзспределение определяется из соотношения Р ( агп бт ) Сст отсч ) ="Р (ат бт) Р (ат стсч111т). (4) Учитывая общую запись двумерного нормального закона 1 ( Оп (Ь )и+Оп (Лп)' — 2НЛи Ьо Р(и, о) =, ехр ~ 2п)ГОпОп — Й ! 2(Рп Ос — И ) где Ьи и — М (и ), Ар=о — М (о), и логарифмируя (4), получим: Рет '(ат — а,'„) + Опт(бт — б„) Ыт (ат — ат)(бт — б„) 2 (О Оз — И~~) 06т ар (ест цтар) +0ат ар (бт бгаар)5 — й)(т ар (цт — ест ар) (бт — бт пр) Р 0 0 — )75 ( 0 — )7 ) + ат пр ат ар т ар) (ат — ат отеч)' + + сопз(. 70т отеч Последовательно сопоставляя (как и в 4 4 7) козффициенты в левой н правой частях равенства (5) при их, 65, цтб,, сс и б„„получаем пять уравнений, связывающих параметры послеопытного распределения, доопыт. ного (прогнознрованного), а также распределения ошибон отсчета Решая зги уравнения, можно получить; (5) ат =цт пр+ 4т (ест отеч цт ар) бт = бт ар+ Вт (ест отеч — цт пр), (б) где Вт пр а| 0 ь0 ат ар+ т отеч ат ар Ат= 0ат+ ):1т отса (7) Кроме того.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
