- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •1Введение
- •1.1 Предмет изучения теории управления и радиоавтоматики
- •1.2 Управление, регулирование и классификация систем автоматического регулирования
- •2Функциональные и Структурные схемы систем радиоавтоматики
- •2.1 Система автоматической регулировки усиления
- •2.2 Система автоматической подстройки частоты
- •2.3 Система фазовой автоподстройки частоты
- •2.4 Система автоматического сопровождения цели рлс
- •2.5 Система измерения дальности рлс
- •2.6 Обобщенная структурная схема систем радиоавтоматики
- •3Дифференциальные уравнения и передаточные функции систем радиоавтоматики
- •3.1 Общие дифференциальные уравнения систем радиоавтоматики
- •3.2 Передаточная функция систем радиоавтоматики
- •3.3 Переходная и импульсная переходная функции
- •3.4 Выходной сигнал системы радиоавтоматики при произвольном воздействии
- •3.5 Комплексный коэффициент передачи и частотныехарактеристики
- •4 Элементы систем радиоавтоматики и типовые радиотехнические звенья
- •4.1 Проблема моделирования элементов систем радиоавтоматики
- •4.2 Элементы систем радиоавтоматики
- •4.2.1 Фазовые детекторы
- •4.2.2 Частотные дискриминаторы
- •4.2.3 Угловые дискриминаторы
- •На выходе одного из фазовых детекторов возникает напряжение
- •4.2.4 Временные дискриминаторы
- •4.2.5 Исполнительные устройства
- •4.3 Типовые радиотехнические звенья
- •4.4 Виды соединения типовых радиотехнических звеньев и структурные преобразования сложных схем систем радиоавтоматики
- •4.5 Передаточные функции сложных многоконтурныхсистем
- •4.6 Определение параметров элементов систем
- •5 Устойчивость линейных систем радиоавтоматики
- •5.1 Основные понятия и определения
- •5.2 Условие устойчивости линейных систем
- •5.3 Критерии устойчивости
- •5.3.1 Критерий устойчивости Гурвица
- •5.3.2 Критерий устойчивости Михайлова
- •5.3.3 Критерий устойчивости Найквиста
- •5.3.4 Логарифмическая форма критерия Найквиста
- •5.4 Области и запасы устойчивости
- •5.4.1 Основные понятия и определения
- •5.4.2 Частотные оценки запасов устойчивости
- •5.4.3 Корневые оценки запасов устойчивости
- •5.4.4 МетодD-разбиения
- •Пример. Определить область устойчивости системы по коэффициенту усиления (рис. 5.21).
- •6 Анализ качества систем радиоавтоматики
- •6.1 Постановка задачи исследования качества работы систем радиоавтоматики
- •6.2 Показатели качества переходного процесса
- •6.3 Частотные показатели качества
- •6.4 Анализ точности работы систем радиоавтоматики
- •7Основы Проектирования систем радиоавтоматики
- •7.1 Постановка задачи
- •7.2 Синтез передаточной функции разомкнутой системы радиоавтоматики
- •7.3 Определение передаточных функций корректирующих устройств
- •7.4 Синтез систем с неполной информацией о воздействиях
- •7.5 Комплексные системы
- •Литература
На выходе одного из фазовых детекторов возникает напряжение
,
на выходе другого
,
где kуд – коэффициент передачи углового дискриминатора.
Рис. 4.5 Принцип конического сканирования с определением
составляющих ошибок (а) и выделением сигнала ошибок (б)
Зависимость напряжения на выходе фазового детектора от сигнала рассогласования называется пеленгационной характеристикой дискриминатора.
Передаточная функция углового дискриминатора с учетом инерционности фазового детектора имеет вид
. (4.0)
В угловом дискриминаторе с коническим сканированием прием отраженных импульсов происходит последовательно через промежутки времени, равными периоду сканирования. За этот промежуток времени сигнал из-за отражающих свойств цели изменяется, что приводит к снижению точности измерения угла рассогласования.
В моноимпульсных угловых дискриминаторах прием отраженных от цели сигналов осуществляется одновременно четырьмя антеннами, две из которых предназначены для пеленгации цели в одной плоскости, а две другие – в другой. Так как в каждой плоскости используется по два независимых канала, то амплитудные флуктуации отраженного сигнала не влияют на точность измерения угла рассогласования.
В зависимости от способа обработки принятых сигналов моноимпульсные дискриминаторы подразделяются на фазовые, амплитудные и суммарно-разностные дискриминаторы. Рассмотрим работу моноимпульсного углового дискриминатора на примере суммарно-разностного способа обработки. В таком дискриминаторе направление на цель определяется путем сравнения фаз сигналов, принимаемых одновременно двумя антеннами (рис. 4.6).
Рис. 4.6 Метод фазовой пеленгации
Метод сравнения фаз заключается в оценке
, ,
где R1, R2 – расстояния от антенн до цели; d – расстояние между центрами антенн.
Разность расстояний позволяет найти разность фаз
, (4.0)
где – длина волны.
Согласно (4.8), угловое рассогласование определяется через разность фаз принятых сигналов:
. (4.0)
Выражение (4.9) неоднозначно, однако это не является серьезным недостатком, если расстояние между центрами антенн выбрать не больше диаметра антенны.
Принцип работы суммарно-разностного фазового моноимпульсного дискриминатора (рис. 2.15) заключается в следующем. Сигналы, принятые антеннами, подаются на волноводный мост (ВМ), с одного из выходов которого снимается суммарный сигнал, с другого – разностный. Эти сигналы поступают на преобразователи частоты, состоящие из смесителей СМс, СМр и гетеродина (Г). На выходах смесителей образуются суммарный и разностный сигналы промежуточной частоты, которые усиливаются усилителями промежуточной частоты (УПЧ). Для стабилизации уровней сигналов суммарного и разностного каналов в дискриминатор введено устройство автоматической регулировки усиления. Разностное напряжение поступает на фазовый детектор ФД, опорным сигналом которого является суммарное напряжение. Для обеспечения нормальной работы ФД в разностный канал включен фазовращатель (ФВ). Напряжение на выходе ФД
, (4.0)
где kр, kс – коэффициенты усиления разностного и суммарного каналов.
С учетом выражения (4.8) по (3.10) получим
. (4.0)