Файл: Крачино, В. В. Электрорадиоавтоматика на морском транспорте учеб. пособие.pdf

воздействующее на объект регулирования (ОР). Тем самым улучшается условие поддержания желаемого значения регулируемого параметра в системе. Элементарным примером САР подобного типа является схема стабилизации постоянного напряжения на нагрузке полупроводнико­

грузке. Возможности стабилитрона ограничиваются величиной напряжения лавинного пробоя в нем и мощ­ ностью рассеяния на запертом переходе. Достижение достаточно вы­ сокой степени точности работы САР, работающих по принципу компенсации, практически возможно в тех случаях, когда реализуется известная функциональная зависимость между возмущением и управляющим

13

воздействием на устройство регулирования. Часто эта зависимость ока­ зывается сложной и неоднозначной из-за влияния нелинейных про­ цессов, например, гистерезиса, токов насыщения в электронных лам­ пах. В этих случаях упомянутая функциональная зависимость в САР

(системы стабилизации). В качестве примера можно указать на при­ веденную выше схему автоматической подстройки частоты частотным методом (см. рис. 4).

2. Следящие системы. Их назначение состоит в автоматическом сле­ жении за управляющим воздействием (управляющей информацией), которое может изменяться произвольно. В САР радиотехнического типа управляющим воздействием может быть, например, частота или фаза электромагнитных колебаний, величина напряжения сигнала в рамке автоматического радиопеленгатора, величина углового переме­ щения подвижного объекта (в частности, антенны судового радиолока­ тора), расстояние между радиолокатором и исследуемым («зондируе­ мым») объектом и др.

С выхода следящей системы снимается измеренная величина управ­ ляющего преобразованного воздействия, например, в виде угла пере­ мещения антенной системы или в виде напряжения, соответствующего этому углу.

Принцип работы САР стабилизации и следящих САР не имеет особо существенных различий. Характер управляющего воздействия опре­ деляет преимущественно класс (вид) САР стабилизации или следя­ щих САР.

ВСАР стабилизации входное воздействие обычно является неиз­ менным, поэтому основной задачей САР стабилизации является под­ держание регулируемого в них параметра на заданном уровне, по воз­ можности вне зависимости от величины и характера возмущений, дей­ ствующих на объект регулирования в данной САР.

Вследящих САР основное значение представляет изменение управ­ ляющих воздействий, поэтому задача следящих САР сводится к воз­ можно более точному воспроизведению на их выходах воздействий, желательно вне зависимости от градаций их изменений и возмущений, воздействующих на САР.

Впоследующем свойства САР удобно рассматривать применительно

кодному из двух упомянутых видов САР, например к следящим. Ре­

зультаты же этого рассмотрения полностью могут быть распростране­ ны в необходимых случаях и на САР стабилизации.

3. Системы программного регулирования или программные САР работают как следящие САР, но у них задающие воздействия изменя­ ются по некоторой наперед составленной программе. Именно програм-

14

ма и будет служить так называемой полной информацией, на основе которой могут быть выбраны элементы данной САР, удовлетворяющие требованиям точности и другим качественным показателям режима этой САР.

В качестве иллюстрации САР следящего типа ниже приведена упро­ щенная функциональная схема простейшего судового одноканального автоматического радиопеленгатора (АРП) со следящей системой и с амплитудной модуляцией (рис. 8).

Рис. 8. Функциональная схема одноканального амплитудного радиопе­ ленгатора с следящей системой и последовательным сравнением сигна­ лов (й), диаграмма напряжений на входе радиоприемного устройства

(б) и обобщенная схема следящей системы радиопеленгатора (в):

/ — переключатель антенны; 2 — радиоприемное устройство; 3 — фазовый детек­

Так как принцип действия данного пеленгатора известен учащимся из курса «Судовые радионавигационные системы», то здесь рассмотрена лишь работа следящей системы в схеме этого навигационного устрой­ ства. Фазовый детектор является элементом сравнения, на который подается амплитуда огибающей сигнала с выхода радиоприемного устройства и напряжение генератора опорного напряжения. Амплиту­ да этой огибающей для небольших углов отклонения пеленгуемого источника (цели) от равносигнальной линии ON пропорциональна углу Ѳ, а фаза огибающей зависит от стороны отклонения рамки (антенны). На выходе фазового детектора в результате сравнения с опорным напряжением возникает напряжение рассогласования (ошиб­

15

ка;. Величина этого напряжения зависит от величины угла, а знак — от стороны отклонения рамки, т. е.

где А — постоянный коэффициент; Ѳ — угол отклонения рамки.

Напряжение рассогласования усиливается и воздействует на испол­ нительное устройство, которое перемещает рамку (объект регулирова­ ния) до тех пор, пока напряжение рассогласования не станет равным нулю. Так возникает следящая система с замкнутым контуром регу­ лирования: рамка (антенна) — радиоприемник — преобразовательные и усилительные элементы — приводной двигатель (исполнительное устройство) — рамка. Так как воздействие исполнительного устрой­ ства на объект регулирования осуществляется в форме вращения, то на обобщенной схеме следящей системы радиопеленгатора (рис. 8, в) входной (командный) сигнал, выходной сигнал (реакция следящей сис­ темы) и сигнал рассогласования (на выходе устройства сравнения) обозначены в виде углов соответственно через Ѳвх, Ѳвых и Ѳ (Ѳ =

®вх ®вых)-

§ 3. ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЙ УЧИТЫВАЕМЫЕ ПРИ АНАЛИЗЕ ПОВЕДЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАДИОТЕХНИЧЕСКОГО ТИПА

Поведение объекта управления (ОУ) определяется как результат суммы воздействий на него внешней среды (внешние влияния или ве­ личины), управляющего устройства УУ (управляющие воздействия или величины) и процессов, протекающих в самом ОУ.

Воздействия, оказываемые на ОУ в процессе его работы ц незави­ сящие от УУ, принято называть возмущениями. Возмущающим назы­ вается всякое воздействие, которое стремится нарушить требуемую функциональную связь в САУ между управляющим воздействием и управляемой (регулируемой) переменной.

В последующем изложении рассматриваемые возмущения предпола­ гаются детерминированными, т. е. по известному до определенного мо­ мента времени значению этого возмущения можно с достаточной для целой практики точностью предугадать значение величины и фазы возмущения в последующие моменты времени.

Возмущения условно могут быть подразделены на: связанные с из­ менениями в нагрузке ОУ и связанные с помехами, происхождение которых вызывается присутствием по соседству с ОУ источников воз­ мущений, влияющих на последний. В частности, источниками возму­ щений могут быть электромагнитные поля действующих радиопередат­ чиков и других источников электромагнитных излучений.

Воздействия, которые в процессе работы ОУ подвергаются либо непрерывным, либо спорадическим измерениям, принято называть контролируемыми. Остальные воздействия на ОУ, неизмеряемые в том же процессе, обычно называют неконтролируемыми.

16