1.1.3 Режим «Поиск»

«Поиск» - программный режим дальнейшего нацеливания антенн при использовании непрерывных излучателей, для создания обратной связи по лазерному лучу.При решении задачи поиска с диаграммой направленности ан­тенны , угловых секунд в зоне угловых минут затрачивается очень большое время, поэтому в целях сокращения этого времени и с учётомэнергетических возможностей ИСЗ представляется расширить диаграмму направленности антенны до величины угловых минут.

Такой подход значительно сокращает время дальнейшего взаимного нацеливания антенн с непрерывными приёмо-передатчиками. Функциональная схема СНА в режиме «поиск» является незамкнутой по оптическому лучу. Режим поиска осуществляется до тех пор, пока на входе непрерывного приёмника не появится сигнал от другого. В этом случае система наведения антенн окажется замкнутой по оптическому лучу ивозникает возможность осуществления режима непрерывного захвата.

1.1.4 Режим «Автосопровождение»

Задача системы в этом режиме поддерживать установившееся значение

пределах меньше .

В случае отсутствия сигнала некоторый заданный промежуток вре­мени в режиме автосопровождения или при превышении величины ошибки

системы величины (половины рабочей диаграммы направленности) может произойти срыв слежения. В этом случае устрой­ство управления СНА должно перейти в режим «Поиск» или «Захват», с последующим переводом в режим автосопровождения.Режим автосопровождения является полезным режимом, т.к. только в этом режим происходит передача информации СА-СР.Основной задачей является оптимизация перечисленных режимов при­менительно к этому условию в режиме «Начальная выставка» и «Захват» - минимальное время переходного процесса; в режиме «Поиск» -максимум ве­роятности обнаружения при наименьшем среднем времени поиска, в режиме автосопровождения максимальное среднее время между моментами срыва слежения.

1.2 Описание системы управления антенной и входящих в неё элементов в режиме автосопровождения.

Основное назначение СНА заключается в наведении максимума диаграммы направленности антенны на космический объект (или любую программно заданную точку на небесной сфере) и сопровождении с требуемой динамической точностью с тем, чтобы обеспечить устойчи­вую и высококачественную связь.

Динамические свойства СНА зависят от большого числа факторов, которые в основном определяются:

• динамикой движения космического объекта и конструктивными особенностями опорно-поворотного устройства антенной уста­новки;

• динамическими характеристиками металлоконструкций опорно-поворот­ного устройства и механизмов антенной установки как объекта управления;

• характеристиками возмущений и помех, действующими на систему и

объект управления в процессе слежения за космическими объектами;

- особенностями построения самой СНА в целом.

Сложность реализации высоких требований по точности наведения СНА в большой степени определяется назначением и свойствами объекта управления. В прямой зависимости от этого находятся и устанавливаемые при этом показатели качества управления, являющиеся основой для синтеза систем автоматического управления антенной установкой. Объектом управ­ления является зеркальная система, металлоконструкции опорно-поворот­ного устройства и механизм наведения антенной установки совместно с ис­полнительным двигателем.

Суммарная точность, которую может обеспечить СНА, в основном определяется;

• точностью и жёсткостью конструкции ОПУ и механизмов наведения АУ в целом и её отдельных частей, в том числе зеркальной системы;

• точностью управляющих сигналов ля наведения АУ с помощью при­вода в соответствии с требованиями сопровождения космического объ­екта;

точностью, с которой угловое положение исполнительных осей АУ может

быть определено в любой момент бремени, т.е. точность датчиков обратного

контроля.

- динамической точностью, которую может обеспечивать силовой привод АУ в условиях возмущений, действующих на систему в процессе слежения.

По точности к исследуемой системе наведения предъявляются жёст­кие требования создание системы с высокой добротностью и широкойполо­сой пропускания, что приводит к использованию многоконтурного управления.

К одной из самых важных проблем, от успеха решения которой зависят эффективность и качество управляемой АУ, относитсяпроектирование силового следящего привода. Он является исполнитель­ным элементом СНА, без которого невозможна работа ни в одном ре­жиме. Основными факторами, влияющими на выбор типа привода, явля­ются^:

• требуемая мощность,

- быстродействие;

• диапазон регулирования по скорости;

• заданная механическая точность;

• устойчивость;

• надёжность в работе.

2. Двухконтурная система наведения

Как уже отмечалось, высокая угловая точность достигается построением системы наведения по многоконтурной схеме при совместном использовании сравнительно «грубого», но работающего в большом диапазоне углов и скоростей силового контура, и более точных корректирующих контуров, работающих в поле ошибок силового привода.

Функциональная схема двухконтурной системы наведения с одним датчиком рассогласования представлена на рисунке 1.1.

Рис 1.1 Функциональная схема двухконтурной системы наведения.

Рассмотрим принцип действия двухканальной системы. В двухканальных системах первый (основной) канал обычно называют грубым, а второй ка­нал, работающий от ошибки первого и уменьшающий ошибку системы, назы­вают точным.

Грубый канал в двухканальных системах автоматического управления решает в основном задачи усиления по мощности и воспроизведения на выходе низко­частотных составляющих спектра полезного сигнала. Точный канал предназначен для усиления высокочастотных составляющих спектра мощности полезного сигнала, который вследствие ограничений не в состоянии передать грубый канал. мощности на низких час­тотах и относительно небольшой мощности на высоких.

1.4 Исходные данные для разработки системы управления антенной.

Рис. 1.2Структурная схема точного контура антенной САУ.

,где:

-коэффициент усиления приёмника усилительно-преобразовательного устройства;

- коэффициент усиления исполнительного устройства;

с - постоянная времени приёмника усилительно-преобразовательного устройства;

с - постоянная времени исполнительного устройства;

Максимальная ошибка точного контура ;

Скорость изменения входного сигнала поступающего на вход точного контура ;

Ускорение входного сигнала ;

Запас устойчивости по фазе ;

Величина максимального перерегулирования ;

f(x) – нелинейный элемент статическая характеристика которого представлена на рисунке 1.3

с = 27 с; а = 0.03;

Рис. 1.3 Нелинейный элемент типа «Двухпозиционное реле с гистерезисом».

Необходимо:

В данной работе необходимо разработать, а затем провести исследование точного контура системы управления РЛС в режиме автосопровождения цели.

Для достижения поставленной задачи необходимо:

- определить и проанализировать показатели качества исходной системы без учёта нелинейной составляющей;

- определить устойчивость.

- если найденные показатели качества не удовлетворяют заданным, то определить корректирующее устройство.

- рассмотреть уже скорректированную нелинейную СНА.

Выводы Система наведения антенны является сложной динамической системой автоматического регулирования, которая осуществляетфункционирование в последовательно сменяющихся режимах. К одной из самых важных проблем, от успеха решения которой зависят эффективность и качество управляемой АУ, относится проектирование силовогоследящего привода, он является исполнительным элементом СНА, без которого невозможна работа ни в одном режиме.