Билет №10

1. Определение помехоустойчивости нелинейной су полетом.

Самое главное здесь рассказать про построение кривой помехоустойчивости

Помехоустойчивость технического устройства (системы), способность устройства (системы) выполнять свои функции при наличии помех. П. оценивают интенсивностью помех, при которых нарушение функций устройства ещё не превышает допустимых пределов. Чем сильнее помеха, при которой устройство остаётся работоспособным, тем выше его П. Многообразие устройств и решаемых ими задач, с одной стороны, и видов помех — с другой приводят к необходимости специализированного подхода при рассмотрении П. в каждом конкретном случае. Требования к П. различных устройств отличаются большим разнообразием: так, в радиолокационных системах иногда считают допустимым пропуск отдельных радиолокационных станцией (за время однократного обзора контролируемой ею области пространства) до половины объектов, подлежащих обнаружению, а в системах передачи данных использующих ЭВМ, часто недопустима потеря даже одного передаваемого знака из чрезвычайно большого их числа.

Если полоса пропускания частот выбирается большой, то все изменения параметров приводят к изменению характеристик высокочастотных колебаний, которые практически не проявляются в регулируемой координате. Формально, чем выше частота высокочастотных колебаний, тем менее они заметны в выходном сигнале и казалось бы полосу пропускания частот системы целесообразно выбирать как можно большей. В действительности любые из рассмотренных систем, во-первых, содержат элементы с нелинейной статической характеристикой (типа насыщение) и, во-вторых, они работают в условиях сравнительно интенсивных высокочастотных помех.

Это значит, что при большой частоте «быстрых» парциальных движений в системе и тем более, если они будут многократно усиливаться и могут привести к «забиванию» нелинейного элемента, т.е. система будет помехонезащищенной.

Отсюда следует очевидный вывод, что система должна удовлетворять заданным показателям качества при минимально возможной полосе пропускания и при этом на высоких частотах частотная характеристика не должна иметь резонансных всплесков.

Критерием помехозащищенности в указанных условиях будет значение дисперсии (или СКО) на выходе нелинейного элемента при выполнении требований на показатели качества.

СУС работают в условиях помех. Параметры помех заранее предсказать нельзя. Можно лишь предположить только их возможные диапазоны. Однако, данные телеметрии показывают, что в сигнале помех всегда можно выделить гармонику, амплитуда которой превышает амплитуды других гармоник. Это позволяет упростить задачу отыскания помехоустойчивости системы.

Под помехоустойчивостью понимают работоспособность системы в условиях помех. Будем считать, что на входе системы помимо полезного сигнала действует гармоническая помеха:

При этом частота помехи хотя бы на порядок выше максимальной частоты полезного сигнала. Помехи такого рода по месту их возникновения делятся на:

• Внешние (вызывающие вынужденные колебания в системе).

• Внутренние (возникающие в замкнутом контуре системы как автоколебания и определяются свойствами самой системы).

Примеры внешних помех:

• Помехи возникающие из-за автоколебательного режима измерительных устройств;

• Автоколебания, возникающие в общих цепях питания различных элементов и блоков СУ;

• Ступенчатость характеристик потенциометрических датчиков или задания программ.

Внешние помехи в основном представляют собой гармонические составляющие сигналов управления, возникающие в результате автоколебаний на частотах упругих колебаний и колебаний жидкости. Эти помехи приводят к возникновению нелинейности, т.е. в условиях помех меняются коэффициенты передач нелинейных звеньев по полезному сигналу.

С помехами можно бороться двояко:

Ликвидировать источники помех.

Для внутренних помех  выбор параметров системы таким образом, чтобы в ней не появились автоколебания с недопустимыми параметрами, при которых система по полезному сигналу стала бы неустойчива. Т.к. В_п и _п заранее неизвестны, то в общем случае в результате исследования помехоустойчивости необходимо определить область значений параметров помехи, при которых система устойчива по полезному сигналу.

Если В_п и _п лежат в заштрихованной области, то они не сильно размывают существующие нелинейности и это не приводит к изменению по полезному сигналу.

Кривая, ограничивающая область параметров помехи, при которых система устойчива называется кривой помехоустойчивости: В_п=f(_п).

Если параметры лежат на кривой помехоустойчивости, то система находится на границе устойчивости.

Заметим, что для линейных систем рассмотренное понятие помехоустойчивости не имеет смысла. В них действует принцип суперпозиций и наличие помех не вызывает потери устойчивости.

Для нелинейных систем не действует принцип суперпозиций.

Рассмотрим физическую картину прохождения сложного сигнала через нелинейное звено. Нелинейных звеньев в СУС много, поэтому придется рассматривать только основную нелинейную характеристику СУС.

В качестве такой основной характеристики в СУС выступает скоростная характеристика рулевой машинки.

Статическая характеристика имеет вид: