ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.10.2024
Просмотров: 175
Скачиваний: 0
* |
-У |
------------------3: |
A |
||
|
|
j |
v= o |
||
|
|
|
-------j |
|
|
|
Г |
? |
. |
| j— |
|
|
Л'-У'1 X |
||||
|
- f t * |
1 |
|||
|
1 |
lp«p-e*f-ir |
|||
|
|
. |
|||
|
|
Г |
x+^ |
1 |
|
|
|
M |
|
1 |
1 |
* |
К» |
-V -X
-r+r-zjf
Рис. 4.10.
_____________ L |
L |
|
|
Jf-y |
fjr-Vf X |
||
. |
|
I ll- r<Vcjt |
|
кп (х*ч>) |
|
1 |
|
|
|
j |
_ |
- r -f -y> |
|
|
X |
, , — , |
------J, -(fi-x) |
||
M * " f ) |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
1 |
I- |
|
- ( f - r - r , |
X |
Вид функций £a(x-Hp)=sn (х-Ир) при разных ф
откуда
|
|
|
|
|
* { i i r ) d x - |
<4 4 3 > |
|
|
|
l*+q>ie(v. л) |
|
||
Для УС с линейным управлением |
(рис. 4.9г) из сопоставления |
|||||
(4.36) и (4.37) имеем: |
|
|
|
|
|
|
К (* + ф) = |
---- — эл (х -)- ф) = ---- — (х+ф); |
|||||
|
|
я |
|
|
я |
|
|
кп2(х + ф)= — (*-Нф)Ч |
|
||||
|
1 |
|
|
JlZ |
|
|
откуда |
|
|
|
I£ + |
|
|
«. (ф) - |
- |
- Д |
- |
ф > ft ( т £ - ) ** |
(4-44> |
|
|
|
|
—я |
|
|
|
' W |
- ^ r |
|( * + ф ^ ( т г ) л - |
<4-45> |
|||
|
|
|
—Я |
|
|
|
Итак, с помощью (4.41)--(4.43) |
можно по известной функции |
|||||
однократной плотности |
потока |
пересечений найти |
коэффициенты |
104
а0(ф) и b(ф) для УС с двухпозиционным и трехпозиционным уп равлениями, а с ломощью (4.41), (4.44), >(4.45) — для УС с линей ным управлением.
Приближенное исследование УС при однократной модуляции.
Как и в предыдущем параграфе условимся считать сигнал на вхо де ИП суммой полезного сигнала и нормальной стационарной по мехи. Если переходный процесс достаточно хорошо аппроксими руется кусочно-линейной функцией (см. рис. 4.6) и длительность его A t= $T< T, то при однократной модуляции и равновероятных вариантах сигнала плотность потока пересечений равна полусум ме условных плотностей, соответствующих каждому из вариантов. Если, кроме того, отношение установившегося значения полезного сигнала к среднеквадратичному отклонению помехи больше еди ницы (со/о>1), то пересечениями, имеющими место при втором варианте сигнала, при котором переходный процесс отсутствует, можно пренебречь. Тогда плотность потока пересечений выража ется гауссовой кривой (4.23)
1 |
2я |
1 |
|
сог |
У 2 п рехр |
(4.46) |
где р=ра/со — произведение нормированной длительности пере ходного процесса и отношения иомеха/сигнал. Подставив (4.46) в (4.42) и (4.43), находим выражения для нечетной функции а0(ф) и четной /(ф), описывающих УС с трехпозиционным управлением:
f ( |
1 |
2 |
/я —ф |
/ |
|
|
\ |
Р / |
1 яр |
|
|||
+ |
J_ |
Ф + V\, |
(0< |
-е |
А |
|
До (ф) = — а о (— ф) = |
2 |
яр |
} |
|
|
|
/2 я — Ф — Y ' |
|
|
|
|||
1 |
|
|
|
|||
2 |
F\ |
яр |
| - Е ( |
|
яр |
|
\ |
;1 |
\, |
/V 2 1\
а 1 |
у). |
|
)
Ф N
яр ,) +
(4.47)
+ |
1 |
W |
(я-—у < ф < я); |
|
2 |
|
V яр 1 |
(О< ф< я—у),
I (ф) = I (— ф) |
1 |
f / 2n — ф—у х___L |
(4.48) |
|||
|
|
|||||
|
2 |
\ |
яр |
/ |
2 V |
я р / |
|
|
|
|
(л— у < Ф < я)> |
||
где F(x) — функция Лапласа. |
|
|
(у = 0) из этих фор |
|||
Для УС с двухпозиционным управлением |
||||||
мул имеем: |
|
|
|
|
|
|
105
|
- |
F ( - 2 - U |
(0 < |
ф < я ); |
|
|
(4.47a)а |
|
|
\ я р J 2 |
|
|
|
|
|
l (ф) = |
l ( _ |
ф) == F (1/p) — 0,5 |
(0 < |
Ф < |
Jt). |
(4.48a) |
|
Примерный |
вид функции a0(<p) |
приведен на |
рис. |
4.11a. |
|
?\ г
Рис. 4.11. Примерный вид функций ао(х) для УС с управлением: а) двухпозиционным; б) линейным
Найдем числовые характеристики УС, воспользовавшись полу ченными в предыдущей главе формулами первого приближения.
Дифференцируя (4.47), имеем
|
|
(4.49) |
откуда для УС с двухпозиционным управлением (у = 0) |
при сла |
|
бых помехах (р<0,5) имеем |
__ |
(4.49а) |
ао(0) « |
— 1 /я У 2я р. |
|
Подставив (4.49) в (3.43), находим математическое ожидание |
||
фс |
__ |
|
|
я У 2 я 6ЮN р |
(4.50) |
|
Ф о - |
е — У2/ 2 Л2 р 8 е — 1/2 р 2 |
||
|
где р = ро /с0, р~Д t!T — нормированная длительность переходных процессов; о и Со — среднеквадратичное значение помех и уста
новившееся значение сигнала на входе |
измерителя пересечений; |
|
у — ширина «зоны нечувствительности». |
ф-лы (4.47) и (4.48) при |
|
Подставив, в свою очередь, в (4.41) |
||
ср = 0, а полученное выражение вместе с |
(4.49) — в |
(3.44), находим |
дисперсию фс |
|
|
|
|
(4.51) |
Можно показать, что с увеличением у величины ср0 |
и ст-^ увеличи |
ваются, поэтому в дальнейшем ограничимся случаем у = 0, |
т. е. УС |
с двухпозиционным управлением,когда |
|
я У 2 я N р |
(4.50а) |
Ф° — j _ е—1/2 р» |
|
|
(4.51а); |
106
Эти соотношения принимают совсем простой вид, если р<0,5. Тог да функция Лапласа практически совпадает с единицей, а экспо нента — с нулем, откуда
Ф0 = |
—я К 2 я 6ШN р; |
(4.506) |
а 2 |
= {п * У Т п /2 ^ р. |
(4.516) |
Теперь, воспользовавшись (3.91), найдем |
время достижения |
синхронизма, определяемое как математическое ожидание време ни первого достижения области синхронизма из наиболее «удален ной» начальной точки ф ( 0 ) = л . Второе слагаемое в этом выраже нии для УС с двухпозиционным управлением при не очень сла
бом сигнале (р = ро/с0<0,5) равно в соответствии с |
(3.93) |
||
|
= |
^ N n V ^ /2 p . |
(4.52) |
А' (я) |
2 а0 (л) |
|
|
В первом слагаемом |
(3.91) верхний предел интегрирования оп |
||
ределяется ф-лой (3.92) |
и равен |
|
|
|
Фз = л |
- — — 1 , |
(4.53) |
|
|
N а0 (я) |
|
а нижний предел задается шириной области синхронизма. Если ширина этой области, нормированная к длительности посылки, равна А и точка ф= 0 расположена в середине области, то
Ф 1 = Ал. |
(4.54 |
Для нахождения величины первого слагаемого аппроксими
руем функцию ао(Х) |
ломаной, как показано на рис. 4.11а, приняв |
|||
|
’ао(я)(ф — я) |
(ф г < ф < я ), |
||
°о (ф) = |
_ °*5 |
(фа < |
Ф < |
Фг)> |
|
ао(°) ф |
(0 < |
ф < |
фз), |
причем в силу симметрии кривой Оо(ф) относительно оси, прохо дящей через ф= л/2,
Фз = л — Ф'= 1/2 а '(я) = — 1/2а'(0).
Ясно, что такая аппроксимация имеет смысл лишь при фг<л/2.
Поэтому_нижеследующие соотношения для |
Sm справедливы при |
|||||
р<1/ У 2л»0,4 [см. |
(4.49а)]. |
|
|
|||
При аппроксимации ломаной первое слагаемое в |
(3.91) равно |
|||||
N |
<р. |
dx |
N |
|
• ф2) |
Фа |
г |
2(л - 2 Фз) + — |
|||||
!чя |
J |
“о (*) |
2л |
■In- |
|
|
а0 (я) |
(я — фз) ф! |
|||||
|
<Pi |
|
|
|
|
|
= N 1 + |
---- ~— (\ п (я ф2) фа |
о |
|
|
2 Я о ' ( я ) \ |
( Я — ф ,) ф 1 |
|
Здесь предполагается, |
что фг^ф!, т. |
е. А<,р j |
л/2. |
107
Суммируя полученные выражения для первого и второго сла гаемых (3.91), видим, что при наихудших начальных условиях ма тематическое ожидание времени первого достижения синхронизма
составляет при Л < р \ f я/2
1 + |
N р |
|
|
|
|
/2 яЛ |
|
|
|
N |
|
N р |
(4.55) |
|
/ 2 |
я Л |
|||
|
|
|||
посылок. |
(р = 0) время |
достижения синхронизма |
||
При отсутствии помех |
||||
|
Sm = 7V(1 _ Л ) |
|
(4.55а) |
посылок.
Оценим по ф-ле '(3.100) 'вероятность срыва синхронизма. Най дем для этого величины Я(л), >/'(0), Я"(я), определяемые ф-лой
(3.97), из которой |
с учетом соотношения До(0) = 0о(я) =0 имеем: |
|||||||
|
|
*•(")=f |
i |
До (ф) |
|
(4.56) |
||
|
|
Ь(ф) d ф; |
|
|||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
X " (0 ) = |
а0(°) |
, : |
N |
ао (л) |
(4.57) |
|||
6 (0) |
|
я |
6 (0) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
Так как —а'0(0) = а '0(я), то с учетом (4.49а) находим для |
од |
|||||||
ного из сомножителей (3.100) |
|
|
|
|
|
|||
|
— В(0) У\Х" (0)| Г (я)= _____ 4_____ |
|
|
|||||
|
71 |
|
|
|
N л У 2 я р |
|
|
|
Величину Я(я) будем искать, .приняв ib |
(4.48а) |
F ( l/p ) « l. |
Тог |
|||||
да / (ф) = 0,5 и с учетом |
(4.41) |
и аппроксимации |
функции а0(<р) |
|||||
интеграл (4.56) |
без труда вычисляется как сумма трех интегралов |
|||||||
по интервалам |
(0. |
ф2), |
(ф2, ф'г) |
и |
(ср'г, я). |
Проделав вычисления, |
||
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
Я (я) == — N |
1 — Y 2 71 Р |
|
|
|
|
|
||
|
|
1-Рк |
2 я2 У 2 я рк р |
|
|
где Рк=тк/Т, что вместе с предыдущим соотношением, после под становки в (3.100), дает следующее выражение для вероятности срыва синхронизма
Рс1 = |
— ехр — N |
|
|
N я У 2 л |
|
+ |
1 |
In- |
|
1— р У 2 я
1 - Р к
(4.58)
2 я2 У 2 я р кр
108