Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Иа рассмотрения рис. 4.7 получаем н (1) = шп и рг) — зто(1)/В с/1)1 з (1) — ~ о, зш уго(гй(1 = о„(1) 37го(1)сй УЪЕ(1) м (ОГО!утс(гй)' ~/ВГО(1) а (4.6) Таким обрезом, передаточная функция кииемвтического звена. свазывающаа Нго н угш соДеРжвт интегРиРУюЩее звено и безынерционное весно с переменным коэФфициентом усиления 1/Это(1). СЛедоватеяьво, Кинематичсекое звево является иестационаряым. Радиовиаир УО будем считать выполненным в виде радиолокатора, автоматически следящего за угловыми координатамн УО.
Один иа возможных принципов действия системы автоматического сопровождения па направлению основан на использовании сканирующей антенны. При отклонении УО от рввносигнального направления, бюрмируемого антенной, на выходе радиолокационного приемника появляется сигнал ошибки. Зтст сигнал приводит к развороту диаграммы направленности антенны в такам направлении, чтобы ее электрическая ось была направлена на цель. Угол поворота оси диаграммы направленности антенны преобразуется в приборный аналог азимута УО и„, который может быть либо аналоговой, либо цифровой величиной.
Рассмотренный радиовизир УО, который являетсв системой автоматического регулировании (см. равд. 1.4), приближенно можно представить в виде эквивалентного колебательного или ияерционвого звена е передаточной функцией Ф (р) (см. рис. 4.6). Так как полоса пропускакия этого авена значительно шире полосы пропускания контура управления УО. то в первом приближении радиовизир УО может быть представлен беаынерционным звеном с коэффициентом передачи й„. Аналогичным обрааом рздиовиаир цели с передаточной Функцией Фр(р) (рис. 4,6) можно представить безынерционным звеном с коэффициентом передачи й'. Рздиовизиры УО и цели измеряют азимутальные углы ве точно, а с некоторыми погрепгвостямн. Наличие этих погрешностей учитывается в схеые ва рис.
4.6 эквивалентным воээсу- щим сигналом и,, который суммируется с приборными гамп аэнмугальных углов УО н цели. Управляющая ЭВМ, задавая наведение методом совмеще- , осуществляет вычитание аналогов азимутальвых углов О и н цели и, образуя приборный аналог разности аэи- тго зх утов (сигнал углового рассогласования) би . Для компевса- т нгстационарвости кинематического зяева в управляющей М обычно производят умножение Акт на величину УНго„ порциональвую расстоянию пункт управления — УО (Вго).
резуна ште получают сигнал линейного рассогласования Лиг ропорциовальный линейному отклонению 1 УО от линии ункт управление — цель (рис. 4.7). Для обеспечения нужво- качества регулирования в контуре управления движением О с помощью корректирующего звена с передаточной Фувкей Ф„(р) управляюп(эя ЭВМ выполняет различные ливейе операции с сигналом рассогласования (введение нвтеграв и производных), а также бюрмирует командное сообщение , постт'пающсе на вход КРЛ. Рассмотрение Функциональной схемы на рис. 4.6 показыает, что без корректирующего звена в управлявпцей ЭВМ или оэициоиного гироскопа в автопилоте контур командного управления структурно неустойчив.
тек как в нем последовательно включены два интегрирующих звена с передаточными функцнямн 1/(Т,д) н о о/(Взор). При использовании обратной силан с помощью помщнонного гироскопического датчика система автопилот — УО иэобрвжаетса инерционным звеном, а корректирующее звено в увравлэющей ЗВМ может отсутствовать. В первом приближении можно пренебречь инерционностью рвдиовиэнров и КРЛ. Тогда функциональнзл схема контура приводится к виду, псжааан- ь-тс тго ному ва рис.
4.8. 1 + 7 А — гс На етом рисунке радиови- ь, эвр УО управляющая ЗВМ и КРЛ отображены общим зве- "Ж ном с коэффициентом передачи Р й, = й й"й „. Такое звено отража- зго ет слизь между командным сигнааом и„и линейным отклонением УО 1 (в рамках приняттзх Рвг„з 6. П;~ Ярюозавгмя допущений, согласно рис. 4.7, фгвкцковзльная схема 1 "-: зго з,',, гДе г,', = Н„Кто). Дла ковтгуз Уввазлеваа КРУ-1 273 рассматриваемой схемы принято, что ксэффициевты передачи рэдиовиэиров УО и цели одинаковы (Ьр = Ь'). а внешнее вовдействие иа контур из-эа движения цели приближевво учитывается линейным смещением з .
Эквивалентный воамущающий сигвал, воэникаюпргй за счет ошибок радиовизиров, представим величивой 1,. которая определяется соотношевием 1» = и.рй,о/Ь . (4.6) Полагая г„' входвой величиной следящей системы, а это выходной, можно пошиать, что эквивалентная передаточная Функция системы, иаображенная ва рис. 4.6. описывается колебательвым авеном. Рассмотрим общую методику расчета опшбок контура командного управленца, возникающих из-за виешвих воздействий. Ошибку будем характеризовать линейным отклоневием 1. Из схемы ва рис. 4.8 видво. что рассматриваемая система являетса астатической с первым порядком астатиэма.
Поэтому при постоянном смещевви цели зц = сопз$ имеем1 О. При лииейвом измевевви смещепия цели получим постоянную устюювившуюся ошибку 1 = свозы Постоявная ошибка будет также вызываться постоянвым эозмущаютцим аэродинамическим моментом Мв = сспз(, уходом вуля КРЛ и другими причивзми, действие которых отображено ва рис. 4.8 эквивалевтиым возмущающим воздействием и„- сопэп Наличие этих ошибок является недостатком рассмотренной системы управления. Для их ликвидации можво повысить порядок астатизма в кошуре. например, путем использования корректирующего звене, которое дополнительно вычисляет интеграл сигвала рассогл асов авия биг В этом случае передаточная функция корректирующего ввева Ф„(р) = 1 + (1/(рТ„)].
(4. 7) Структурную схему контура со вторым гюрядком астатиама можно получить из структурвой схемы ва рис. 4.8 заменой звена с коэффициентом передачи Ь> звеном с передаточной функцией Ь, + Ь,/(рТ„). Постааввая составляющая эквивалентного возмущающего сигвала 1,.
которая возвикает, например, аа счет систематических погрешношей радиовизиров. всегда вызывает ошибку в значении 1, что характерно для всех систем радиоуправлеиия. Действительно, если радиовиаир определил направлеиие ва цель с какой-то псстояивой погрешностью, то зто раввоценво определевию направления ва фиктивиую цель. Переменные ввешиие воздействия обычно аадаются как зидетермивироаалвые или как случайвые Функции време- и. Например, управляющее внешнее воздействие з' часописывается кваэццетермииироваииой Функцией времени. результате иаменений значения зц воавикает диизмическая пгибка 1(1).
Установившаяся динемическая ошибка 1 расчитываетсн по иавествой методике (см. (1.29)) с помощью коициевгов ошибок. Для схемы с астатиамом первого поряд- а (рис. 4.8) коэффициевты ошибок в (1.29) 1 ЬпТА гс 1 (4.8) Эы' ' Ьы где Йгэ = Ьфл госте — общий козффициевг усилевия сисч емы с астатизмом первого порядка. Для структурвой схемы с астатизмом второго порядка имеем Ьс-— -Ь, = О, Ьз-1/Аш, Ьз-(Тд то — Т„)/Агл, (4.9) где Ьгз - Ь,д„л,/҄— обп1ий коэффициент усилевия системы с астатиэмом второго порядка. Из (4.8) и (4.9) видна, что увеличение общего коэффициента усилевия системы приводит к свижеиию установившихся динамических ошибок.
Одиако при учете малых инерционностей, ве принятых во внимание при сос.гавлении схемы ва рис. 4.8, чрезмерное увеличеиие общего коэффициента усиления может привести к потере устойчивости. Случайные внешние воздействия вызываются, например, Флуктуациовными погрешностями рэдиовизиров и приводят к возвиквовевию флуктуациовных ошибок наведения УО, методика расчета которых обсуждалась в гл.
1 (см. (1.30)). Для контура комавдвого управления (см. рис. 4.8) с астатизмом первого порядка эквивалентная полоса бум = Аы/4. (4.10) Для контура комацдвого управления с эстетизмом второго порядке пР (1 + Ь Т„)/(4(҄— Т Л. (4.11) Выражения (4.10) и (4.11) показывнпг, что увеличеиие коэффициентов усиления Ьгэ и А контуров регулирования приводит к увеличению шумовой полосы и, следовательно, к росту Флуктуационвой погрешности. Однако при этом снижается Установившаяся динамическая ошибка. Следовательво, обпшй коэффициент усиления контура необходимо выбирать с учетом компромисса между зиачеииями динамических и Флуктуациовиых погрешностей.
Сравнивая выражения лля 2!5 этих погрешностей в контурах командного управления с астатизмом первого и второго порядков, можно сделать вывод, что повышение порядка астатизма контура позволяет снизить установившуюся динамическую ошибку при той же флуктуационной или снизить ошябки обоих видов. С втой точки зрения кажется выгодным переходить к системам с более высоким порядком эстатиама.
Однако на практика редко применяют контуры управления с астатиэмом выше второго порядка, поскольку при наведеяни УО на маневрирующую цель, особенно в конце процессн наведения, существенное значение имеют неустановившиеся динамические ошибки, вызванные переходным процессом в контуре ив-аа маневра цели. Значение этих огпибок не убывает с увеличением порядка астатиама контура и определяется в основном пгумовой полосой АР .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
