Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 71

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

Текст из файла (страница 71)

Уточнив аздание. можно приступить к основной части системного проектирования. Прежде всего надо выбрать принцип действия радиосистемы, аатем определить структуру и параметры применяемых радиосигналов, разработать функциоаальные и структурные схемы передающих и приемных трактов, выделить основные рааиолиннн и радиоканалы, определить способы нх уплотнения и рааделення и задать их основные параметры. Наконец, следует оценить достижимые показатели качества проектируемой радиосистемы и сравнить 374 их с требованиями технического задания.

После этого молгно приступить к декомиозииии радиосистемы, т. е. Разбиению ее на подсистемы, каждая иэ которых может проектиРоваться отдельно под заданные условия. Подсистемы должны по воэмозкности мало зависеть одна от другой, чтобы их связывало небольшое число требований на эходные н выходные величины. Задавать требования следует так, чтобы ях выполнение можно было прозерить на подсистеме, взятой отдельно от всей системы.

Иногда приходится огоззрнэать и методику такой проверки, особенно если подсистемы предполагается создать е разных подразделениях, а иногда и на разных предприятиях. При системном проектировании очень важен вопрос о пока. зателях качества Радиосистемы. Как правило, таких показателей окаэынается много. К основным обычао относятся показатели точности, надежности, оперативности, помехоаащищепнсстн, пропускной способнсети, информативности, а также рял конструктивных и зкономических характеристик.

Для радиосистем, входящих в состав контура следящего радиоупраэления, дополнительно определяются передаточные характеристики, задающие зависимость между входной и выходной величинами сообщения, передаваемого по радиоканалу или извлекаемого из радиосигнала. Важно также оценить возможные изменения этих характеристик (изменение коаффициента передачи, шжвление дополнительной нелинейности) при действии помех. Точность таких систем недостаточно оценивать только дисперсией ошибки. Важно знать еще ее спектральный состав, особенно спектральную плотность эблиэи нулевой частоты и математическое ожидание.

Вти величины при расчете системы следящего управления характеризуют эквивалентную гюмеху, которая рассматривается как мешающее воздействие на контур и приводит к ошибкам наведения. Иногда в радиосистеме аналоговые сообщения подвергаются временной дискретизации и квантованию по эеличине. Это приводит к дополнительным аоамущениям, величина которых не должна выходить аа допустимый уровень. В системах корректирующего радиоупраэления сообщения имеют дискретную природу. Качество передачи огдельных дискретных команд обычно оценивается эероятностыо ошибки. Для дискретных намерений параматроа движения указываются дисперсии и математические ожидания ошибок отдельных отсчетов.

Кроме того, желательно аадазать корреляционную функцию ошибок или хотя бы временной интервал, при котором опшбки отсчетов можно считать независимыми. 375 Множество показателей качества порождает трудности сравнения рааличных радиосистем, поскольку часто одна иэ них лучше по одним показателям и хуже по другим [2ь В таком случае нельзя однознечво выбрать наилучшую систему, но можно указать иехрдюис системы, т.

е. такие, которые не уступают другим системам сразу по веем показателям. Исследуя совокупность нехудших систем, можно построить зависимости. называемые диаграммами обыска. Онн позволяют проектировщику судить о том, ухудшением каких показателей придется пожертвовать и в какой степени, если поставить цель улучшить другие показатели. Иногда приходится выбирать систему по одному, главному, показателю при условии, что все остальные не выйдут эа аадэнные пределы. Покааатели качества проектируемой, еще не существующей сисгемы лолжвы определяться теоретически. Для этого необходимо прежде всего создать концеттуальвую мебель исследуемой системы, т.

е. представить и описать основные алементы структуры системы, свези между ними, полезные и мешающие ввеппгие воздействия. Создание новой концептуальной модели — зврястический процесс, который не может быть бюрмалиэовэи. Очевидно, концептуальная модель ие может полностью соответствовать реальной системе. Да это и не вужно. Слишком подробная модель будет настолько сложной, что ее ве удастся исследовать. Правда, если модель очень упростить.

то полученные с ее помощью результаты могут оказаться слишком далекими от реальвогти. Поэтому важно при создании концептуальной модели учесть только основные элементы и связи системы, отбросив все второстепенвое. Концептуальная модель неотделима от целей исследования. Одна и та же система может иметь рзэиые модели в зависимости от поставленной задачи, а полученные реаультаты всегда будут справедливы только з определенных условяях и в ограиячепной области. Концептуальная модель первоначально возникает как гипотеза.

В процессе исследования она уточняется (дополняется или упрояюется) в зависимости от того, удастся ли с ее помощью объяснить те или иные известные свойства системы. Правильность концептуальной моделе нельзя проверить теоретически. Окончательным критерием здесь может быть только практика, прямой эксперимент, хотя, конечно, возможны частичные проверки более простых моделей с помощью более сложных. Проектируя радиосистему, инженер должен разработать концептуальные модели сигналов, помех и подели их ваавмадействня в процессе передачи в приема. Концептуальную мо- З7Е дель сигнала можно представить в виде некоторого временного процесса, зависящего от ряда параметров. Все параметры следует разбить иа три группы.

К перной относят иавестные постоянные парамегры, выбранные при проектировании и сохраняющие свои аначения в процессе передачи и приема. Вторую группу образуют неизвестные прн приеме информативные параметры, с помощью которых передаются полезные сообщения. В третью группу входят неизвестные паразитные параметры радиосигнала, которые полезной информации не несут.

Для неиавестиых параметров надо задать характер их изменения эа время наблюдения. Наиболее употребительны задания в виде неизвестной (случайной) постоянной величины, в виде случайного процесса с низкочастотным спектром либо в виде детерминированной функции времеви со случайными постоянными параметрами (в виде кзаэидетерминированного процесса). При составлении модели помех следует прежде всего решить, какие помехи вообще воаможны в рассматриваемой системе, оценить, какие иа них наиболее существенны, а какими можно пренебречь.

Надо также репшть, какие характеристики существенных помех можно считать известиыыи. Разрабатывая модели помех, надо решить, с адднтивной или модулирующей помехой имеем дело. возникает ли она внутри самой радиосистемы или является внешней, и ее источник находится вне сферы влияния проектировщика, действует ли помеха в основном тракте радиоканала или мепюет рабате вспомогательных устройств (например, сястемам автоподстройки в приемнике).

Накояец, модели будут различны в аависимости от относительной мощности, рассматриваемой помехи и сигнала. Структуру радиосигнала обычно выбирают в самом начале системного проектирования одновременно с принципом действия. Выбрать структуру — значит определить метод модуляции радиосигнала сообщением. способ уплотнения каналов, форму зондирующих нли запросных сигналов. Исследование рздиосигвала, как правило, включает овределение его спектрзльвого состава я сигиялькых функций [Ц, или функций веоаределеияеслш, с помощью которых можно оценить предельные возможности радиосигнала как переносчика сообщений. Для многих радиосистем командного управления (см. гл.

3) характерны сложные совмещенвые радиосигналы, которые одновременно используют для передачи информации по многим каналам и намерения параметров движения. Такое совмещение, хотя и позволяет получить существенную акономвю 377 при совдепии передающей и приемной аппаратуры, вызываег дополнительные сложности при проектировании, поскольку требования совмещаемых систем часто противоречивы. Иногда в процессе проектирования удается поставить и решить задачу синтеза овтимальиоэо сигнала, т.

е. найти сигнал, имеющий наилучшую сигнальную Фуакцию при данных ограничениях. Однако из-аа сложности условий, встречающихся в реальных ситуациях, такие решения сравнительно редки, и чаще всего проектщювщику приходится по возможности испольэовать результаты. известные из лиюратуры. Под выбранный сигнал проектируются передающий и приемный тракты рэдиолинии. Передающий тракт должен сформировать радиосигнал нужной структуры с достаточным уровнем мощности и требуемой стабильностью заданных параметров. Приемный тракт должен обеспечить селекцию н усиление полезного сигнала, а также выделение нужного сообщения.

Характеристики

Список файлов книги