Файл: Аграчев, Г. С. Основы автоматического управления учебник для высших военных командных учебных заведений Войск ПВО страны.pdf

на весь период следования до прихода следующего импульсй (рис. 10.6) и имеет передаточную функцию:

В дальнейшем при анализе ИАС в основном будут рассмат­ риваться формирующие элементы типа фиксаторов.

§ 10.3. ИМПУЛЬСНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СОПРОВОЖДЕНИЯ ЦЕЛИ

Одной из задач, решаемых радиолокационными станциями наведения ракет (СНР), является определение координат движущихся целей и ракет. Этими координатами являются наклонная дальность Д, азимут |3 и угол места е. Координаты целей и ракет поступают в решающее устройство для выработки команд (сигналов) управления ракетами с целью обеспечения полета их по кинематической траектории. В решающем устройстве формиру­

ности поступления информации о координатах [3 и е равен периоду сканиро­

где ь)Ск— угловая скорость перемещения луча антенны.

197

Для обеспечения точного наведения ракет на цели необходимо точно определять их координаты н затем преобразовывать в такие сигналы, которые воспринимались бы решающим устройством. Эти операции 'выполняются с заданной точностью с помощью импульсных автоматических систем сопро­ вождения цели и ракет отдельно по каждой координате (Д, р, е).

Значения координат объектов, которые определяются СИР п подаются на входы соответствующих ПАС сопровождения, обозначаются через Д\, (3i, ei. Координаты на выходе НАС (на входе решающего устройства) обознача­ ются через Д2. Рг, £2- Информация о координатах Д2, р2 н е2 может выда­ ваться непрерывно в виде непрерывного напряжения постоянного тока п дискретно в виде последовательности координатных измерительных импуль­ сов. Интервалы дискретности выдачи координат на выходе НАС равны интервалам дискретности их поступления на входах.

Информация о координатах с выхода НАС заключена во временном интервале t2 , начало отсчета которого совпадает с началом отсчета интерва­ ла tx, а конец определяется положением осп симметрии следящих стро­ бов системы. Координаты па выходе MAC определяются через t2 по фор­ мулам

ной St=ti -U, тогда ±Д—Д1— Д2 — 0,5СМ.

Ошибка определяется дискретно один раз за период Гз.н или Тск и за­ поминается на один период.

Импульсные системы автосопровождеипя цели и ракет являются астати­ ческими системами, которые обеспечивают необходимую точность преобразо­ вания координат движущихся объектов.

В качестве примера рассмотрим импульсную автоматическую систему сопровождения цели по дальности (автодальномер) с астатизмом 1-го поряд­ ка. Функциональная схема этой системы изображена на рпс. 10.7.

Автодальиомер имеет все функционально необходимые элементы замкну­ той АС. Измерительным устройством служит временной дискриминатор (ВД), состоящий из схемы совпадения и дифференциального детектора (разност­ ной схемы). В схеме совпадения при взаимном перекрытии (зацеплении) отраженного от цели импульса и следящих стробов осуществляется сравне­ ние интервалов tx и t2, в результате которого формируются зарядно-разряд­ ные токи, пропорциональные ошибке —t2. Эти токи изменяют напря­ жение на конденсаторе разностной схемы и формируют напряжение ошиб­

ки и ва—ква Д/, где &Вд в/сек — коэффициент преобразования ВД. Напряже­

ние (сигнал) ошибки f/цд представляет собой последовательность прямо­

угольных импульсов длительностью Т—Тзм каждый и амплитудами ± ^ в д * Временной дискриминатор является импульсным элементом с амплитудноимпульсной модуляцией АИМ. Уровень напряжения сигнала ошибки £/зд

запоминается (фиксируется) на период Т. Знак его определяется знаком Дt или направлением смещения оси симметрии следящих стробов относительно оси симметрии видеоимпульса цели. Принцип формирования сигнала ошиб­ ки ВД показан на рис. 10.8.

При локации неподвижных объектов величина Дt равна нулю.

198

*

Т/стр

СО

СО

Передаточная функция ВД соответствует передаточной функции фикса­ тора, которая является изображением но Лапласу сигнала на его выходе п имеет вид

_т

Р

Импульсный сигнал ошибки с выхода ВД поступает на вход уснлнтель- ио-преобразующего устройства, которое может состоять из усилителя и кор­ ректирующего контура. В качестве корректирующего контура чаще приме­ няется интегрирующий контур, который обеспечивает плавность изменения выходного воздействия ИАС (плавность перемещения следящих стробов) и подавление высокочастотной составляющей помехи. Подбором параметров контура уменьшают его отрицательное действие на устойчивость системы.

Для обеспечения простоты последующих преобразований при определе­ нии передаточной функции ИАС корректирующий контур учитываться не будет. В этом случае передаточная .функция усилительно-преобразующего устройства будет соответствовать передаточной функции безынерционного усилителя, т. е.

^ уп (Р)—Ьуп-

Усиленный сигнал ошибки поступает па вход исполнительного устрой­ ства, которое представляет собой электронный интегратор с передаточной

подаваться на вход решающего устройства непрерывного действия.

200

Для обеспечения сравнения выходного воздействия со входным и фор­ мирования координатного измерительного импульса напряжение L/д пре­

зультате дифференцирования заднего фронта этого импульса формируется импульс запуска схемы формирования следящих стробов. Схема временной задержки может быть выполнена на фаитастроне и представляет собой усилительно-преобразовательный элемент с передаточной функцией

'X'B3( p ) - k B3 [сек)в].

Схема формирования следящих стробов генерирует с помощью блокинггенератора и линии задержки пару стробов, следующих друг за другом без перерыва. Положением осп симметрии (стыка) этих стробов относительно момента зондирования СНР фиксируется интервал t2. В этот момент форми­ руются измерительный координатный импульс Д2 и импульс запуска схемы формирования горизонтальной метки. Горизонтальная метка высвечивается на экране индикатора оператора наведения, по ней определяется взаимное расположение стробов относительно видеоимпульса цели. Следящие стробы являются объектом управления в ИАС СНР, а своим положением они харак­

видеоимпульса цели. Она берется с учетом чувствительности системы, малых случайных ошибок, требуемой точности, разрешающей способности СНР.

ментами автоматики разрывается прямая цепь воздействий на входе испол­ нительного устройства и одновременно к нему в цепь задания начальных условий подключается регулируемый источник напряжения постоянного тока. Этим напряжением наведения £/Нав заряжается конденсатор интегратора и перемещаются стробы до перекрытия (зацепления) их с видеоимпульсом цели. Этот момент фиксируется оператором при совмещении горизонтальной

чен один импульсный элемент ВД, отражающий специфику работы системы как импульсной и измеряющий ошибку в дискретные моменты времени. Ра­ диодальномер является датчиком входного воздействия (импульсным элемен­ том, который осуществляет время-импульсиую модуляцию ВИМ непрерывно изменяющейся координаты цели) и находится вне контура АС. Схема времен-

Рнс. 10.9

201

Т = Т„

Импульсные системы автосопровождепия цели по |3 п е отличаются от автодальномера конструктивными особенностями элементов (схема совпаде­ ния, схема временной задержки), а не выполняемыми функциями. Виды нх структурных схем н передаточных функций совпадают с авюдалыюмером, только Т—Гск. Воздействия па входах ВД этих ПАС изображены на рис. 10.10.

Интервал, равный длительности одного импульса стробов, дает возможность упростить схемы совпадения и формирования стробов.

§ 10.4. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ИССЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Понятие о решетчатых функциях, разностях и разностных уравнениях

Процессы, происходящие в ИАС, связаны с воздействием на ее непрерывную часть не непрерывных воздействий, описыва­ емых дифференциальными уравнениями, а дискретных воздей-

202

отвин в виде выраженных математически решетчатых функций, описываемых разностными уравнениями.

Решетчатой функцией называется функции, существующая только при дискретных, равноотстоящих друг от друга иа интервал времени Т значениях независимой переменной /. Меж­ ду значениями t=0, Т, 2Т, ... , пТ решетчатая функция равна нулю.

Решетчатая функция обозначается х[пТ], где п—0, 1,2,3...— любое целое число.

График решетчатой функции х[пТ], соответствующей непре­

(рис. 10.11,е, г) с аргументом в виде целых чисел. Решетчатая функция в этом случае принимает дискретные значения х[0],

л'Ш, х[2],...

Рис. 10,11

В принципе одной и той же решетчатой функции могут соот­ ветствовать различные непрерывные функции, если равны их

203