Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 50
Текст из файла (страница 50)
6.14. Однако для выбора операторов подпрограмм вычисления производных этот порядок неприемлем. Соотношения в рассматри- ваемой системе аеобходимо расставить так, чтобы данные, используемые во всех последующих соотношениях, определалнсь в предыдущих. После такой перестановки равенства рассматриваемой системы являются основой подпрограммы вычисления производных. Стандартнаа программа интегрирования и подпрограмма вычисления производных составляют основу численного моделирования контуров самонаведения. Для того чтобы начать численное интегрирование, необходимо аадать начальные значения всех интегрируемых переменных. Эти вначения называются начальными условиями и задаются исходя из удаления и взаимного углового положения ракеты и цели в момент начала самонаведения.
Меняя уравнения звеньев контура и повторяя каждый раэ заново интегрирование, т. е, повторяя вычислительный эксперимент, можно таким образом изучать влияние звеньев на характеристики всего ковтура. например на промах. Его значение в наждом эксперименте определяется как минимальное расстояние между раке шй н цевью, выявляемое при иитегрщюванни. Достижение этой минимальной дальности можно испольаовать как условие прекращения численного интегрирования. Рассмотренный подход лежит в основе численного моделирования при проектиронанин контуров самонаведения. 6.5. Модели радиосредств и помех в контурах самонаведения В функциональных схемах контуров самонаведения, рассмотренных в равд. 6.4, испольаовзла наиболее простая модель пеленгатора в виде линейного безынерционного элемента. Однэха при этом невоаможно решить большое числа задач, например: определить влияние параметров пеленгатора на характернэгики контура в целом, исследовать влияние на контур естественных и организованных помех, действующих на радиопеленгатор.
Для решения таких задач требутэгся более сложнъ|е модели рааиотехннческих измерителей, учитывающие их основные параметры. Варьируя этн параметры, можно оценивать влияние свойств измерителей на контур самонаведения. Такой подход позволяет выбирать параметры измерителей, оптимизирующие характеристики контура самонаведения в целом. Модели радиотехнических измерителей, предназначенные для использования в составе моделей контуров радиоуправления, должны отвечать требованиям, вытекающим из специфики их применения.
Для включения их в состав модели контура на контур, оказывается существенно больше ширины ЛУ частотнои характеристики контура С м(ю) (рис. 6.16) и. гледожпчльно, Лг„., Ф т, где т„, — интервал корреляции помехи, эюжно предложить способ вычислений с болыпнм шагом Лгз, . Если помеха проходит через узкополосное звено с частотной характеристикой, аналогичной показанной на рис. 6.1Ь, б, то в спектре помехи важна только та часть, которая сосредоточена вблизи нулевой частоты, т. е.
эквивалентная помеха должна сохранять значение спектральной плотности О „(О). Вэе- п„„(о) Рвс. 6.16. Саатношениа между шириной спектра экзввалезтвай пенехн и полосой ковтура они должны отражать вааимосвяэь величин, характеризующих контур з целом, и описывать преобразования инбюрмацнонных параметров. например угла между осью антенны и линией визирования в выходное напряжение пеленгатора. При моделировании на ЭВМ контура необходимо учитывать специфику моделирования рздноизмерителей. В частности, для системы самонаведения следует использовать численное интегрирование дифференциальных уравнений контура с некоторым шагом ЛС Чем меньше шаг Лц тем обычно более точной является мцаель.
Но уменъшение шага ЛГ означает увеличение объема вычислений, что при имитационном моделировании крайне нежелательно. С этой точки арения шаг дискретизации желательно выбирать исходя иэ скорости изменения процессов, протекающих в контуре, т. е. Лг = Лга, Поскольку зги процессы значительно медленнее электрических процессов в измерителе, шаг ЛГ„, для описания процессов преобразования сигналов в измерителе оказывается чреамерно большим. Иначе говоря, для описания модели измерителя в составе модели контура следует испольвавать шаг ЛГ . Такому условию удовлетворяют модели, в которых ширина спектров всех временных процессса сравнима с эквивалентной ширИНОй ПОЛОСЫ Кентура ЛУ, (ВЫЧИСЛЕНИЕ Лрг дпи ЛниварИЭОВаиных моделей контура рассьютрево в равд.
6.6). Обычно выбирают ЛГ „, = 1/(й Лу,). где Л, — коэффициент запаса, в зависимости от требуемой точности равный з „- б ... 10. Когда ширина спектра помехи 261 2 4 е 81сдга Рис. В.17. Спектральная плотяссть угловых пуумоэ денис в модель вместо непрерывной помехи дискретных выборок с шагом Ьг приближенно можно считать эквивалентным воадействию на модель послеаовательности знакопеременных прямоугольных импульсов с длительностями Ы„„~ и случайными независимыми амплитудами (рис. 6.16). Согласно (7) спектральная плотность такой последовательности импульсов На НУЛЕВОЙ ЧаСтОтЕ РаВНа Сз (О) - П~~зб(„,„„. ГДЕ Пзэз — ДЯСПЕР- сия амплитуд импульсов. Желая сохранить прежнее значение Пзз(0), получаем Рвс.
В.16. Помеха в порождаемая ею эквивалентная псследоеательвссть знакопереиевимх прямоугольных имаульзов гу (О) = пз„4п (6.17! откуда пз„- С „(О)/Дуз, (6 18) Таким образом, помеху, аквизалеитную пуирокополосиой„ можно вводить в модель с шагом ЬГ „, в виде независимых чисел с дисперсией (6.18). Такие числа легзсо генерируются иа ЗВМ датчиками псевдослучайных чисел. Исходные условия разработки моделей измерителей контуров самонаведения столь разнообразны, что ие существует обуцих методов их построения.
Кэк правило, стремятся к совнадению статистическик характеристик напряжений ва выходе кзмерителя и эквивалентной ему модели. Модели, отвечающие такому требованию, называют сшажксжическями зкевзалеяжамв (4). Рассмотрим несколько примеров статистических эквивалентов для некоторых измерителей с учетом действия помех. Все ати примеры можно использовать непосредственно в моделях контуров самонаведения, рассмотренных в равд. 6.4. В первом примере построим статистический эквивалент прленгатора с учетом помехи, возникающей иэ-за флуктуаций отраженного от цели сигнала.
На вход антенны пеленгатора поступает сигнал, отраженный от большого числа элементарных участков цели. В процессе полета положение цели и ракеты непрерывно меняется. Вследствие етого отражения от различных участков цели интерферируют, что порождает флуктуации отраженного сигнала. Строго математически описать эти флуктуации очень сложно. Но если размеры цели существенно меньше расшпяния до нее, возможны упрощения. В этом случае флуктуации принимаемого сигнала можно разделить на угловые шумы, представляемые случайными флуктуацилми направления прихода сигнала, и амплитудные шумы, описываемые флуктуациями амплитуды. С учетом ууцющения угловые и ампли- тудные шумы можно считать независимыми случайными функ. циями времени. Времеивйе статистические характеристики углового шума е (1) определяются в основном экспериментально.
Его спект,. ральная плотность в области частот, примыкающих к нулю, в первом приближении описывается выражением й> > (О) йуж(7 /г (6Л9) где Ь вЂ” карактерный размер цели; А „— коэфбнщнент пропорциональности, который длн равных типов целей может меняться в пределах зз - 0,15 ... 0,33 [Ц. Выражение (6.19) показывает, что на малых расстояниях г угловые шумы являются одной ив причин появления мертвой зоны. На болыпих дальностях угловые шумы несущественны, и закон их распределения можно считать гауссовским. Спектральная плотность углового шума (см. рис.
6.17) с достаточной точностью аппрокснмнруется функцией вида С, ю)=а (О)(1+ ~д )-з, (6.20) где ю = 2х~. "С (0) — спектральная плотность углового шума на нулевой частоте; Лгв — параметр, определяющий ширину спектра угловых флуктуаций. С помощью алгоритма, описанного в (8), можно смоделировать дискретные выборки е„(вдз ), имитирующие угловой шум с требуемым спектром. Чтобы учесть действие статистнче- з ч ского эквивалента пеленгатора, в Квнзвжччззказ + г структурные схемы контуров на звено рис.
6.12 — 6.14 надо ввести иэ- Делитель меневие направления на цель (зугловой шум*), суммируя его с углом ц тек, как это показано душ на рис. 6.18. На этом рисунке Рве. 6.18. Схема ДУШ вЂ” датчиК угЛового Шума, взедеявя углового шума генеРирующий шум со спектральной плотностью, определяемой из (6.19) и (6.20), при условии г = 1 м. Если ширина полосы углового шума ЛюиД2х) к Ьу'и то датчик углового пгумз ДУШ можно аамевить датчиком независимых нормальных чисел с дисперсией Ски(0)/йг К амплитудным шумам наиболее чувствительны пеленгаторы с последовательным сравнением принимаемых сигналов: с коническим сканированием, с псгтедовательвым переклгочевием диаграмм направленности и т.
д. Мононмпульсные пеленгаторы при хорошем отношении сигнал-шум практически нечувствителы1ы к флуктуациям амплитуды принимаемого сигнала [9]. По этой причине современные радиотехнические ГСН, как правило„основаны ва моноимпульсных пеленгаторах [3] и, следовательно, в модели не нужно учитывать амплитудный шум. Зависимость выходного ваприжения пеленгатора оч измеряемого угла полностью определяется пелевгационной характеристикой и в общем случае оказыеаетоя нелинейной.
При малых углах зта зависимость линеаризуется и описывается коэффициентом передачи й . как в схемах па рнс. 6.10 — 6.14. Конкретные выражения для пелевгациоиных характеристик моноимпульсных пеленгаторов различных типов приведены в [9\. Рассмотрим модель пеленгатора, учитывающую влияние некоторых видов организованных помех. Среди этих помех можно вьщелить наиболее сильно воздействующие: уводящие и прерывистые помехи. Уводящие помехи нарушают работу следящих систем измерения дальности или радиальной скорости. Прерывистая шумозая помеха действует ва приемный тракт пеленгатора, охваченный системой автоматического регулировании усиления (АРУ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
