книги из ГПНТБ / Нестеров К.П. Системы автосопровождения [учебное пособие]

Соответственно передаточная характеристика приведенной не­

Структурная схема системы окончательно будет иметь вид, при­ веденный на рис. 2.18.

Импульсные передаточные характеристики могут быть опреде­ лены методом, изложенным в главе 1 настоящего пособия.

Рис. 2.18

§ 2.5. Анализ системы автосопровождения по дальности __

Задачей анализа системы является определение основных по­ казателей качества процесса регулирования.

Анализ импульсной следящей системы по ее передаточным ха­ рактеристикам может быть произведен методом, изложенным в ! главе настоящего пособия.

Ниже рассматривается приближенный метод анализа импульс­ ной следящей системы-

Исследуемая система является дискретной системой с кванто­ ванием по времени. Непрерывная часть системы содержит инер­ ционные элементы. Для анализа подобных систем удобно пользо­ ваться методом логарифмических частотных характеристик.

Ключ и восстанавливающее устройство заменяются некоторым эквивалентным линейным непрерывным звеном (рис. 2.19). Ампли-

Рис. 2.19

тудно-частотная и фазочастотная характеристика эквивалентного звена определяются приближенным методом. Такое приближение

60

оказывается справедливым, когда круговая частота замыкания ключа ^ велика по сравнению с полосой пропускания системы.

Как известно из теории импульсных следящих систем, спектр импульсно-модулировапного сигнала на выходе ключа имеет вид

При получении выражения для частотных характеристик экви­ валентного звена в качестве приближения воспользуемся только первой гармоникой сигнала на выходе восстанавливающего устройства, т. е.

Графики

L g ( o>) — 20 lgG(w)

построены на рис. 2.20.

61

Таким образом, для анализа импульсной следящей системы необходимо к логарифмическим частотным характеристикам ие-

CJ

Я

Рис. 2.20

прерывной части добавить логарифмические частотные характери­ стики эквивалентного звена.

В качестве примера рассмотрим систему, имеющую следующие

62

Построение частотных характеристик произведено на рис. 2.21На рис. 2.21 кривыми 1 показаны частотные характеристики

непрерывной части;

63

Фазочастотпая характеристика эквивалентного звена. (кривая 2 на рис. 2.21) построена со смешенном по оси ординат.

Из рассмотрения графиков (рис. 2.21) видно, что система для заданных параметров является устойчивой и обладает запасом устойчивости по амплитуде 20 до и по фазе 45°.

Так как логарифмические амплитудно-частотные характеристи­ ки разомкнутой системы и непрерывной части в области низких и средних частот совпадают, то, очевидно, точность работы систе­ мы в основном определяется непрерывной частью ее, а динамиче­ ские и случайные ошибки .можно подсчитать по передаточной ха­ рактеристике непрерывной части.

Подсчитаем динамическую ошибку для случая, когда цель дви­ жется равномерно, прямолинейно и на постоянной высоте.

Тогда дальность до пели и ее производные, согласно рис. 2.22,

Пусть ^=600 м\сек\ H= 15000 м\ />=10000 м.

64

Динамическая ошибка при регулярном входном сигнале опре­ деляется по формуле

Коэффициенты ошибок могут быть определены по виду пере­ даточной функции разомкнутой системы (без учета эквивалентно­ го звена)

/

Находим величины

г,уС2=0,04 сек2,

~ С 3= —0,02 сек%.

График изменения динамической ошибки как функция вре­ мени показан на рис. 2.23.

66

ГЛАВА 3

СИСТЕМЫ АВТОСОПРОВОЖ ДЕНИЯ ПО УГЛОВЫ М

КООРДИНАТАМ М ОНОИМ ПУЛЬСНОЙ РЛС

Как известно, определение угловых координат в радиолокации базируется на использовании направленного излучения и приема антенн. По характеру использования направленных антенн разли­ чают однокапальпые и многоканальные методы пеленгации. Соот­ ветственно системы измерения угловых координат называют одноканальпыми и многоканальными-

В радиолокационных станциях, автоматически определяющих координаты цели, широкое применение нашел метод равпосигнальпой зоны с коническим развертыванием луча за счет углового смещения диаграммы направленности относительно .геометриче­ ской оси антенны рис. 3.1.

При нахождении цели на равносигиальном направлении ампли­ туды сигналов, отраженных от цели, будут одинаковыми, а сигнал ошибки будет равен нулю. Если цель отклонится от равпосигнального направления, то амплитуды сигналов, отраженных от цели, будут различными, что приведет к образованию сигнала ошибки, который после преобразования и усиления используется для уп­ равления положением антенны.

Такая система слежения дает полную информацию о направ­ лении и величине, смещения относительно равносигнального на­ правления за время одного оборота.

Появление на вооружении иностранных государств средств воздушного нападения со сверхзвуковыми скоростями приводит к необходимости увеличения дальности действия.

67

Однако увеличение дальности действия радиолокационных станций, использующих импульсный метод радиолокации, приво­ дит к уменьшению информации, особенно для целей, имеющих сверхзвуковые скорости. •

Основной причиной уменьшения информации при увеличении дальности действия РЛС является необходимость уменьшения час­ тоты посылки импульсов. Кроме того, радиолокационные станции со сканированием обладают принципиальным недостатком, кото­ рый заключается в следующем. При нахождении цели в равносигнальной зоне модуляция отраженного сигнала отсутствует. Но сигнал, отраженный от цели, флюктуирует по амплитуде. Это вос­ принимается как ложный сигнал, который является причиной воз­ никновения случайных ошибок сопровождения.

Среднеквадратичная ошибка РЛС с коническим сканированием в определении угловых координат может составлять от 1,5 до 6 малых делений угломера.

Время определения угловых координат РЛС с коническим ска­ нированием достигает нескольких периодов повторения импульсов. При больших скоростях целей это приводит к нежелательному за­ паздыванию данных об угловых координатах цели.

Указанные недостатки РЛС с коническим сканированием в зна­ чительной степени устраняются в моноимпульсных РЛС, которые в настоящее время находят широкое применение в военной тех­ нике-

Моноимпульсные РЛС работают на принципе одновременно­ го сравнения сигналов, принятых по двум и более приемным ка­ налам. Координаты цели определяются по каждому принятому сигналу. При таком методе почти отсутствуют ошибки, присущие методу со сканированием.

Как будет показано далее, моноимпульсное пеленгование дает возможность исключить влияние флюктуаций амплитуды отра­ женного сигнала от цели.

Возможны два основных принципа осуществления моноимпульсного пеленгования: амплитудный и фазовый.

Рассмотрим оба принципа для определения угловой коорди­ наты.

§3.1. Принцип действия и функциональные схемы следящих систем моноимпульсных РЛС

Система с амплитудной пеленгацией

Блок-схема системы изображена на рис. 3.2, где Г — гетеродин; СМи СМ2—смесители первого и второго каналов;

Л У,, ЛУ2—логарифмические усилители;

Ди Д2~ детекторы; АР—амплитудный различитель;

68

УМ —усилитель мощности; ИД —исполнительное устройство.

Рис. 3.2

Антенная .система состоит из двух облучателей,, смещенных на небольшие расстояния от фокальной точки по -обе стороны оси

где.

/^—фокусное расстояние параболоида.

69