Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 43
Текст из файла (страница 43)
7, на котором да«ш структурная схема Формирования команд О«. г. после АВ сигнал ошибки е(г) поступает на фильтр сигнала сшибки Ф. В общем случае АЧХ этого Фильтра должна быть согласована со спектром информационных компонент сигнала Е(г). В частном случае, когда р, (Г) — гармонические колебания, Фильтр «р — паласовой, настроенный на частоту сканирования У Щйх). Назначение этого фильтра — уменыпенне влияния на систему Р'П( относительна широкополосных по- Рнс. б.7. Структурвая схема приемной час«и р«двслмввн телеезееденвя . Далее выходной сигнал фильтра «р н вь«деленные о«юре сигналы поступахп на Фазовые детекторы ФД.
Используем модель фазового детектора з виде последова-льнаго соединения перемнох«втелн входного и опорного сигалав и ФНЧ. Следуя рис. 5.5 — 5Л и полагая пзгмметры канав одинаковыми, получим формулы для команд управления (/г= а д[йпг Е(«)Р«(г)) = й„пт 1/, = йм,2й„,мЕ(«)РЯЯ = й,а,, (5.3) дг=- йг = й йлйпгм/«дйса()Ае, Я = [Рг(г))э„= [Рг(«Яг . Здесь величины йт г являются коэффициентами передачи кэов управления при условии, что на входе каждого канала упмьгения действуют угловые отклонения ЛА и„„= (у, г „)/В см.
рис. 5.3). Для Функций р«, г(г) вида рис, 5.5, е и г значее Я вЂ” 1. а для рг г(г) вида рис. 5.5, о и б Я = 0,5. «1ерез й йозначеп коэффициент усиления линейной части НРМ с учеам действия инерционной АРУ, лс — коэффициемг передачи ильтра сигнала ошибки, йч,д — казфициент передачи «Р/[. имэолами [йпЕ(г)Рг г(г)]««и [РУ г (г))„„обозначены сРедние ачения произведений Функций в квадратных скобках. Если в системе РТН сигналы ошибки пропорциональны угловым отклонениям ЛА пг г„то линейные погрешности наведение будут увеличиваться с ростом дальности до ЛА, что в лыпинстве задач недопустимо. Чтобы избежать этого, в каир управления вводится переменный коэффициент усиления, пропорциональный оценке расстояния В' от ЛА до ПУ.
Значение В" обычно вычисляется на борту ЛА на основе априорных данных о параметрах траектории ЛА и поэтому В' лишь приблизительно равно В. Команды управления в этом 222 случае с учетом (5.5), (5.3) пропорциональны ие угловым и, а„, а линейным уд, зд отклонениям ЛА от РСН (рис. 5.6): T„= йт(В'/В)У ч, У = й (В*/В)~ . (5.0) Найдем теперь связь между величинами «хю з, опредг. лающими анечечшя комацц учграззеквя и углами (ед Рд) задающшзи направление радиоауча. Величины ул, з „как видно на рис.
5.3 и 5.6, есть одновременно декартовы координаты ЛА и в картинной плоскости ОдудЯл, н з лучевой системе кооРдинат ОХд1'дЯл, т. е. Уль = Уд, зль = зд. Л)ченел система координат ОХду Ял повернута относительно системы ОХУЯ рис. 5.3 на углы 6, в . Координаты ЛА в лучевой ОХлудЯд системе координат и исходной системе ОХУЯ связаны череа матрицу поворота [М (ел тл)[' [г «[ =[М(ВюЧ,43 .«,з["- (5-10) Координаты ЛА в системе ОХУЯ (см. рис. 5. 3) х = В ые ила соз бл„, «В эш ела„ з= — Вз ч (5.11! Выполняя преобразование (5.10) с учетом (5.11). найдем Ул-В[ — зшблсозе „сезчутсовелэшбла).
(5.12) зл = — В аш Р соэ (ел Ь 6), (5.13) 6 = 6 — ел; чу = чу — чучг (5.14) Величины Ччлл, 6 „задают направление иа ЛА. углы чул, 6л определянк равноснгналычое направление, а углы чу, 8 харак теризуз:..зличие этих направлений. В номинальном (штатном) режиме работы обычно выполняется усдовие (чу, 6) << х.
Тогда уравнения (5.12) и (5.13) можно линеаривовать Ул=(ВЗ) +(Вчч)йч, й, =0,25чузш 28л, (5.12а) зл = (ВЧ) соз ел + (Вб)йз, йч = чузш ел. (5.13а) Измерение угловых координат цели и формирование управляющих воздействий ва ПУ, т. е. определение напранления (чул, ед) радиолуча производится в системе координат ОХУЯ пункта управления, а информационные параметры радиолуча.
пропорциональные уд, зд. воспринимаются иа борту ЛА в лучевой системе отсчета. Как видно нв формул (5.12], (5.13), (5.12а) и (5.13а), даже в лииенном приближении входные воздействия ул. зл радвоэаена аависят и от чу, н от 8. что ожно трактовать как наличие перекрестных связей в канаах управления. Это обстоятельство необходимо учитывать .ри анализе наведения нв проиввольно движущуюся цель и ри анализе нештатных режимов в системе РТН.
Однако отим, что вторые слагаемые в.формулах (5. 12а) н (5. 13а), отжаюпЧие перекрестные связи в контуре управления, проюрцианзльны аначенвям Рз и чуб, которые относительно маы по сравнению с первыми слагаемыми в ппатных ревчлмех аботы системы РТН. Это обстоятельство позволяет на наальных этапах проектирования системы РТН пренебрегать перекрестными свявями в использовать расчетные модели онтура управления с невависимыми каналаии управления. При анализе работы системы РТН необходимо учкчъюать и о обстоательство, что команДы УпРавлениЯ Ую Уз фоРмиРУют- относительно осей лучевой системы координат, а управление осуществлявггл в исполнительной системе коордвчют, оритачзия которой определяется расположенвем упразляквцнх ов (например, расположением аэродинамических рулей), а также качеством стабилизации положения ЛА по крену.
Если исполнительная система координат Олуж„Я рис. 5.6 развернулась на угол б относительно лучевой системы Оду'„аЯд„, то команды в исполнительной системе будут зависеть уже не от одного. а ог двух исходных командных сигналов у, зд. ул=улсозб+злв)пб, зл улз1пб+злсоэб. (5.15) Такие зависимости эквивалентны появлению перекрестных связей между каналами управления.
Если угол крена б измеряется на борту, то в блоке поправок информация о фактическом значении крена может быть учтена при формировании комавд. Заметим, что рассогласование измерительной и исполнительной систем координат может возникнуть и из-еа различия аздержек сигналов в канале сигнала ошибки и в канале опорно'го сигнала. Для гармонических опорных рт з(Г) рис. 5.5, а н б разность фазовых сдвигов ва учел б равносильна развороту с истем координат на такой же угол. 5.3.
Радиолиния управления в радиолуче Радиолиния управления (см. рис. 5.2) имеет канал сигнала ошибки и канал передачи опорного сигнала. В канале сигнала ошибки испольауется модуляция АИМ --АМ. Опорные сигналы в данном примере — ато гармонические колебания частоты сканирования О. На борт ЛА по каналу опорных сигна- з - ззз з 'йзсч _#_ ) у«язв зг«()«,) а) г' 227 Рвс. 5.8.
Структурная схеме бюрмыроззныя рзляслучз лов передаыпся импульсно-временные коды (ИВК), временное полоясение которых соответствует положению «пулей«опорного гармонического колебания. Структурная схема устройства формирования луча дана яа рис. 5.8, а поясняющие ее рабату временные диаграммы — ыа рис. 5.9. При мехавическом сканировании ДНА несимметрично расположенный атыасительво оси вращения облучатель передающей аытеины УФЛ вращаетсе с чашатой П.
Направление оси вржцеыия облучателя задает РСН. На адней оси с облучатанем жестко закреплен генератор опорного сиыусоидзльыого сигнала ГОС. Очевидыо, что в этом случае частота и фаза апорыога сигыала жестко привяззыы к параметрам сканирования в пространстве диаграммы направленности автеыыы устройства формирования луча. Сигнал ГОС (рис. 5.9, а) синхронизирует работу всех устройств УФЛ.
Для яго«а в формирователе ФОРМ сигнал ГОС преобразуется в последовательность импульсаа («пулей«), временное полаяюные которых соответствует мамеытэм перехода опорного сигнала через нулевой уровевь с положительной (рис. 5.9, 6) и отрицательной (рис. 5.9, в) Рис. 5.9. Временные дваграмяы сягвэлаэ з устрм)стас фармировзяяя луча звадыой. Свгвал ГОС определяет период повторения Т, ульсов геыератара ГИ. Сигналы положительных и отрицаьыых «пулей* в кодере ИВК преобразуются в импульсыоменыые коды ИВК1 и ИВК2, которые суммируются с пеадической последавательиостью импульсов с выхода ГН .
гл. 4). Этот сигнал (рис. 5.9, г) через переключатель П чередво (с разделением по времеыи) поступает ыа емплиыые модуляторы передатчиков узкого ПРД„, и широкого РД лучей. С выхода передатчика переключаемые сигиа«ивлучвются аытеыыой. Передатчики ПРД, и ПРД имеравные рабочие частоты ((м > Г" „), а антенна УФЛ вЂ” адио риала, но деа эксцентрично рэзме«цеявых и синхронно врапщхсв облучатели разных рабочих частот )г«и 1 ч, что печввает получение двух радколучей разной ширины. римеиеыие двух лучей рваной ширины облегчает управление стартовом участке траектории ЛА: при наличии ыачальвых шибок прицелиазыия надежный ввод ЛА в радиолуч обеспевзет широкая ДНА, а после захвата да льиейшее управление ется па лучу с узкой ДНА, чта обеспечивает высокую точыость наведения.
Структурная схема бортовой части радиалияии РТН дана ыв рис. 5.10, а поясняющие ее работу временные диаграммы — ыа рис. 5.11. Радиоприемник может обрабатывать сигызлы частот узкого и пп«рокота )' радиалучей. Для зтога в приемнике имеют- УВЧ узкого и УВЧ широкого лучей, подключаемые на вход ПР)4 переключателем П поочередно, с разделением во вреыи.
Одновременно с переключением УВЧ пгревлтчвстгя часа опорного свгнзла смесителя СМ вЂ” с Гг«па 1 ап, приЧем Разнаать частот )жвиа пРамежУточиай частоте 9м — ) ап) = Рыс. 5.10. Структурыая схема приемной части рздиалиыыв наведеыыя з луче кик) ивк) а) д) 229 Рнс. 5.11. Временные днзграыиы сигналов з приемной части раднслнннн нэведеана в луче = (т — т ) = Т . На стартовом участке траектории работжт тракт широкого луча, а затем — тракт узкого луча. Усилитель промежуточной частоты УПЧ и амплитудный детектор АД являются общими для обоих трактов. На выходе АД (т.а) получается сигнал К(г) рис. 5Л1, а, огибающая этого АИМ-сигнала — ага сигнал ошибки, а импульсно-временные коды ИВК1, 2 юэступают на декодер импульсно-времеыных кодов ДЕКОД ИВК.Декодер управляет форьгнроввтелем опорных сигналов ФОРМ ОС рис.
5.10. Заметим, что хотя исходное опорное колебание — синусоида частоты П, опорные колебания фазовых детектороз в приемнике — импульсные посладавнвльности рт з(Г) рис. 5.11, 6 н е с периодом Т = П~(2к), причем р (Г) = р„(à — Т/4). Такая замена не влияет ыа качества работы системы, но упрощает ее реелтмацию.
Опорный сигнал используется также для формирования строб-импульсов, которые з штатном режиме открывают приемник лишь на время существования импульсов полезного сигнала. В спектре сигнала АИМ-1 рис. 5. 11, а есть полеаная саставляюпшя частоты Й. амплитуде которой обратна пропорциональна скважности сигнала. Дла выделения составляющей частоты П используется паласовой фильтр Ф, настроенный на частоту П. Однако при большой склажыоаги О импульсного сигнала амплитуда выделенного колебания будет малой.
Длз ее увеличения применяют преобразование сигнала АИМ-1 в сигнал АИМ-2, которое сводится к увеличению длительности импульсов входного сигнала до величины Т, с помощью схемы выборки и хранения СВХр нлн аналогичных ей по назнз чению схем. Длителыюсть импульса н амплитуда полезного сигнала при этой процедуре возрастиот примерно в скважность ()г раз. Опорные сигналы и сигнал ошибки поступают на фазовые детекторы рнс. 5.10, которые формируют командные сигналы Пг з согласно Формуле (5.8). Выходные фильтры фазовых детекторов должны быть достаточно узкополосными для умень. шенка уровня флуктуационных помех и соответственно снижения апйсности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
