Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 9
Текст из файла (страница 9)
При этом выбором коэффициента й„значение д „можно сделать оптимальным (с) „= 0,5 ... 0,7). Соот- ветствующая использованию ГОС частотная характеристика 'изображена на рис. 1. 15, кривая 2. Теперь перейдем к случаю совместного использования ГОС и акселсрометрической обратной связи. Нетрудно показать, что и в атом случае связь и„и а, определяется колебательным авеном (1. 22).
в котором (см. Рис. 1. 1б) ! ювз — уо = сэе + й оз(йз + суайз)7т И„усс = (2бсссе + й оэйй)7(2юл уо). Отсюда следует, что обратная связь нз основе экселеромет; ра поаволяет досюлнительно увеличить авачение чаошты юа уо колебаний по углу атаки. Тем самым расширяется по- леса авена автопилот — УО и, следовательно, уменьшается его инерционность и улучшаегся управляемость. Кроме того, ес- ли ЛА статически неустойчивый (что имеет место при ссб ч 0), то, как следует из (1.24), использование скоростяого гироскопа и акселерометра в цепи обратной связи автопилота позволяет получить сей уо > О н сделать колебательное звено устойчивьсм. Тэкиы образом. сомчестное использование этих , двух датчиков позноляет варьированием йй н й„одновременно обеспечить требуемые значении юл уо и с(л уо соответствующая частотнэа характеристика иэобрюкена на рис.
1.15, кривая 3. Если же в пепи обратной связи испольауется только акселерометр, чему соответствуют формулы (1.24) при й = О, то и в этом случае юа «о > юз, но с(з уо и д, что ияогда недопустимо иэ соображений качества демпфирования. 45 47 Наконерь обратимся к третьему виду обратной связи -- так называемой жесткой обратной салли (ЖОС), резлиауемой вклрочением позиционного гироскопа. При етом в первом приближении пренебрежем временем устанонления угла скольжения в схеме на рис. 1.16, что можно сдеррать при достаточно бгрлрапих аврсавлат — Рос жесткой >> 2 Т абрлтвоз связью обеспечиваемых описанными выше обратными связями. Соответственно звено (1.22) будем считать беаынерцианным, н тогда передаточиэи Функция звена автопилот — УО от входа в„до выхода т „при отсутствии ЖОС соответствует интегратору: тзо(р) 1 " эз л -го(Р) и„(р) с(Р "ар мл -гоТ зр П кольку.
как отмечалось в равд. 1.3.2, паРаМетРы ЛА ерэ, б, Т изменяются в широких пределах а зависимости от р его массы, скорости, высоты полета и других Фак торо, то и коэФФвцвзнт передачи звеяа автопилот — УО будет соответственво няиеняться. Для его стабилизации и может вводиться ЖОС (рнс. 1.17И при этом передаточная Функция звеяа автопилот — УО соответствует инерциояному звену 7вп(р) "л.
р'о — в„нл 1 р лт„„„' (1.26) в коюрок коэФФициевт передачи и постояввая времени имеют анд: вл го= 1рРДт Т =Те Т. м1 го л го р э за 3 р (1.26) Иэ (1.26) видно, что коаФФициент передачи звена автопилот — УО теперь определяетсв только коаФФициентом передачи ноанционнаго гироскопа. Однако нужно заметить, Рчто введение ЖОС увеличивает инерционность системы мы управленяя, поскольку Т ь Тр, и изменяет порядок се астатиама, устраняя интегрирующие свойства звена автопилот— У .
"Милости необходимо учитывать при проектировауо. з нин системы управления с ЖОС в автопилоте. В заключение отметим, что выбором вида и параметров обратных свяэеи в автопилоте в значительной степени можно шзргь и вопросы обеспеченив устойчивости системы управ- ения в целом. В дальнейшем в книге эти вопросы рассматриться отдельно не будут как не относящиеся к вепосредственкомпетенции специалиста в области радиоалектронных стем. 1.4. Особенности систем рздиоулраеления как замкнутых следящих систем Иэ Рассмотрекня раэличньрх способов радиоуправления движеяием УО (равд.
1. 2) видно, что система следящего управления представляет собой замкнутый контур. В любой сиорнме радиоувравления положение УО в пространстве измеряется радиотехническими устройствами, понаэания которых определяют комарыу. действующую на рули. Рули изменяют направление движения, а следовательно, и пространственное положение УО. Таким образом контур замыкается. Контур системы управления состоит иа звеньев, отсе 13ажающих связи между различными переменными величинами, характеризующими движение УО.
ГраФическое отображение этих связей образует структурную схему контура упзвления. Здесь нас главным образом интересурот контуры, определяющие движение центра масс по траектории, которые называют внешними в отличие от контуров автопилота ( (Равд. 1.2), которые являются внутренними. Разлитым способам радиоунрзвления соответстнуют вуют различные структурные схемы внешних контуров.
Однако если рассматривать только самые обрцие нх признаки, то можно выделить две характерные схемы, первая иэ которых соответствует командному рэдиоуправлению типа 1 (КРУ-1) или типа ГП ( -ПТ). Рздиотелеванедению и автономному радиоуправле- (КРУ- нию (рне. 1.18, о), вторая — КРУ-11 и самоваведению ( ис. 1.18, б). д н рис. Рис, 1.18. Внешние контуры систем рздноулразленнз Ввжпннй контур системы радиоуправления имеет ряд особенностей. Прежде всего в его состав обязательно входит уже рассмотренное ранее звено аявюнилож — ХО. Входом этого звена можно считать командный сигнал н"„, а выходом — сонокупвость углов у„.
Определяющая направление вектора скорости. Второе звено внешнего контура — кинемажичеснэе. Оно представляет собой математическую модель, отображающую функциональную связь между параметрами, принятыми в качестве выходных для звена автопилот — УО, и параметрами состояния УО (и цели), оцениваемыми измерительным звеном.
В системах радиоупразления измерижельное звено обычно реализуется в виде радиосредств, определяющих коордиваты УО и пели (Х и 1э) или нх относительные координаты (з). Звено формнреавниа и аередачи команд соответствует устройству формирования команд (формирователю команд), расположенному либо на пункте управления (при командном радноувравленин), либо на УО (при всех остальных способах управления) и реализуемому обычно программно в управляющей ЭВМ, н командной радволивии для передачи команд.с та управления на УО (только при командном радиоуправ.
нэнни). Рд ОнэмеР и минные рад лн н бр у р днОзэенья контуров рзднОуправлеяил Раднозвенья представ 1ппот собой нвлночасяюжные экеввилекжы соответствующик радиосредств, отражающие взаимосвязь информацион.ных параметров на их входе н выходе. Для ивмерительных в входной величиной является измеряемый параметр )Гвиженил, а выходной — аналог измеряемого параметра (наение или код). Для авена КРЛ входной величиной являся выход вычислителя, з котором сформирована подлежая передаче команда управления, а выходной — сигнал, подаваемый нз вход автопилота.
При действии случайных поех эквивалентность понимается в статистическом смысле, и этом говорят о свнинисмичеснив зиеиваленгвил радионзрнтелей и КРЛ по соответствующим информационным лазерам. Все радиозвенья в первом приближении могут рассиатриться кэк инерционные звенья. Их инерционность связана с ходимоатыо фильтрации полезного сигнала ва фоне поев. Поэтому радиозвенья в первом приближении имеют педаточную функцию вида (1.27) де йрв т, — коаффициент пеРедачи в постоаннаа вРемени рцзиозвена. Радиоэвено может быть замкнутой следящей системой.
,В этом случае его передаточная функция определяетсн структурой следящего контура и радиоканалом, входящим в его состав. В качестве примера рассмотрим рздиозвево, которое представляет собой радиолокационную станцию с автосопровождением цели по угловым координатам, использующую сканирующую антенну и импульсный зондирующий сигнал (6]. Развернутая функциоиальнэл схема РЛС как звена нонтура управления показана на рис.
1.19 н в свою очередь включает ряд звеньев. Входной величиной разиозвена является угловая координата цели и„(азимут или угол места), по которой Осуществляется слежение за целью, юзходная величина— )ч'Ол р„(илн его электрический аналог Иу,), определяюпрги йвтеннее Безынервеюнвея звена часть нрвенннаа Пресяравеевтель Гтел — валражевле Рнс.
1.19. Фувкцвенальная схема следящей Р)1С напРавление радволуча РЛС, Ату ту — нта — угловое рассогласование между каправлепием ка цель в направлением радиолуча РЛС. Первым звевом, относящимся непосредственно к радиоканалу РЛС, является антенное звено 1, характеризуемое коафЗжцкевчом передачи й„„= т /Ьту. где ж, — козффициевт глубины амплитудной модуляции принимаемого сигнала па частоте сканирования антенны. Если аппроксимировать диаграмму направленности антенны (ДНА) Функцией Е(ту) = Еэ соз (юу/ту,) при -тую/2 ц ту ц туес/2, получим = — Зй(п~" ), где ту — угол, отсчитываемый от максимума ДНА; дую — ширина ДНА по нулевому уровню! 2!у„н — угол между направлениями максвмальяого иалучепия в двух крайних положениях ДНА прк сканирования.
Коэффициент й„, может вмять размерность 1/град, 1/рад. Приведенное выражение для й„, приближенное н справедливо при малых Ьту ()Ьту( < ту ). Прк больших возмущениях, когда направление ва цель может оказаться па краю диаграм- мы направленности автевкы амплитудная моду яцпя прк вкмаемого сигнала исчезает, режим азтосощювождевкя ваРу'лается (иля, как часто говорят, происходит срыв режима сопровождения), что приводит к потере цели. Укнлаввые 'эффекты есть следствие существенной веливейяости аятея; ного звена. Если тактическая ситуация позволяет, то при потере цели вновь переходят к режиму ее поиска и обваруекекпа. Следующее авена П вЂ” практически безьгяерцконнвя часть редиоприемвкка, в которую входят такие широкополосные ' устройства. как УВЧ, смесктель, УПЧ, амплитудный летектор, видеоусилитель.
Выходной величикой этого заела является амплитуда мсдулкрующей Функции Са = (/с т,ю где С'„— , средяее значение амплитуды импульсов па выходе приемника, соответствующее т,„= О. Таким обравом, й„р„= (/ /т,„= (/с. Значение (/е определяется как Сс — (/аейу" , где Сж — средняя амплитуда вемодулпровавпых импулыюв ва входе приемника; йж — коэффициент усилепкя бееыверцвовкой части приемники. Так квк уровень входного сигнала (/,„меняется при кзмекекви дальности до цели, то для стаби' лиаации кааффяциентн й„с помощью АРУ устанавливается равенство (/ й „вЂ”. сонэ(. Звено П( — детектор и Фильтр сигкала ошибки (ДцтО).
Детектор предпазпачея для растягивания по длительности ко' ротких входных импульсов. Эта процедура увеличивает амплитуду гармоники па частоте сканиронания /,д, которая затем , выделяется резонансным фильтром сигнала ошвбки. Если за входную величину заела ДерО принять амплитуду модулирующей фуякцкв (/, а за выходную — амплитуду выделеякой гармоники С н то передаточная Функция авена ДФО соответствует усилителю и иверпиопвому анену, параметры которого определяются в осеюввом усклеквем й„и полосой пропускавия А/а резонансного фильтра йд ердсо(р) = — ' 1+ рт„' где Тд — постояввая времеви, обратная полосе Ь/ .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
