Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 [78] 79 80 81 82

Выбором U?t> (D) = 1/кг, добиваясь высокого качества стабилизации антенны за счет увеличения коэффициента клв.

Ошибка воспроизведения за счет радиопомех Пр и ошибок гироскопа AW{ будет описываться выражением:

Ду =--Яр +--A4V (9.3.19)

Как видно из формул (9.3.18) и (9.3.19), стремление уменьшить влияние изменений угла О на ошибку воспроизведения приводит к увеличению ошибки, обусловленной дрейфом гироскопа A4V Если же этой ошибкой можно пренебречь, что часто имеет место на практике, особенно если время работы комплекса мало, то следует учитывать ошибку за счет изменений угла е. Практически всегда спектр е во много раз уже спектра д. Полоса комплексной следящей системы для радиопомех может быть сужена по сравнению с некомплексной системой примерно во столько раз, во сколько ширина спектра # больше ширины спектра е. Во столько же раз снижается эффективность радиопомех шумового типа, создаваемых угломерным каналам.

Повышается благодаря комплексированию и надежность сопровождения цели. При глубоких замираниях или кратковременных пропаданиях сигнала антенна удерживается определенное время в направлении на цель системой стабилизации.

Схема рис. 9.10 пригодна и для измерений угловой скорости линии визирования. Этот сигнал отображается ошибкой Дуд (9.3.18) и, следовательно, его можно снять с выхода пеленгатора (входа дополнительного интегратора).

В качестве второго примера в той же задаче самонаведения рассмотрим работу комплексного автодалыюмера. Радиотехническая следящая система отслеживает дальность до цели г (точнее, запаздывание импульсов та = 2г/с), определяемую выражением (9.1.4). Представим (9.1.4) в виде суммы

г = г0 + гс (/) + rtx (i),

где гц = j" v cos qndi\ rc = { vc cos qdt, и допустим, что иа

объекте имеется измеритель проекции va, вектора скорости vc (рис. 9.2) на направлении ОсОц (например, датчик воз-

к* 11)

Рис. 9.11.

Уц +й Уд

душной или путевой скорости и вычислитель, рассчитывающий осг = f-(vc, у, а), где а - угол атаки.

Для простоты примем, что выполняется условие vcr « ж vc, т. е. объект наводится методом прямого наведения. Примем также, что автодальномер имеет астатизм первого порядка. С учетом сказанного динамическую структурную схему комплексного автодальномера представим в виде, показанном на рис. 9.11.

Поскольку ИСД не обеспечивает измерений составляющей vtx = Олц, рассматриваемый комплекс следует отнести к системам с неполной информацией и учесть vu как составляющую ошибки/7а = уц + Ауа, где Ava- инструментальная ошибка ИСД. На основании (9.3.11) для выходного сигнала измерителя запишем

(9.3.20)

N(D) N(D)

где N (D) = TBD2 + D + кв, kv = къкп - коэффициент передачи системы по скорости. Из (9.3.20) видно, что по отношению к Па система оказывается статической. При этом установившееся значение статической ошибки измерения дальности (при равенстве нулю математического ожидания случайной величины Диа) Аг, = уцЛсс, растет с уменьшением kv.

На рассматриваемом примере особенно наглядно видно, что чем полнее информация ИСД отображает измеряемую координату, тем больший выигрыш в помехоустойчивости можно получить. В самом деле, полагая vu = 0, находим, что уменьшение кв, а следовательно, и полосы следящей системы будет ограничиваться только ошибкой измерителя Ava. Комплексирование автодальномера с ИСД различных, типов не только повышает его помехоустойчивость по от-



ношению к широкополосным шумовым помехам, а в значительной степени решает проблему защиты и от уводящих помех.

Скорость увода автодальномера ограничивается максимально допустимой динамической ошибкой слежения за уводящим импульсом Дгд. Если мощность импульса помехи много больше мощности импульса полезного сигнала, то увод может осуществляться со скоростью .

vy < Дгдмк0.

Значение Дгдм, при котором сопровождение еще не срывается, составляет примерно половину линейного участка дискриминационной характеристики различителя.

В комплексном измерителе, особенно если речь идет о навигационной системе с полной информацией от ИСД, значение к0 можно снизить в десятки раз по сравнению с некомплексным автодальномером. Поэтому допустимая скорость увода будет столь малой, что создание такого вида помех может оказаться нецелесообразным. Но если даже увод или срыв автосопровождения и происходит за счет помех, наличие ИСД, сигналы которого скорректированы радиодальномером, позволяет сохранять на достаточно длительное время информацию о дальности, а в системах с астатизмом второго порядка и о скорости ее изменения. Это дает возможность резко сократить диапазон поиска сигнала.

Если зафиксировать время поиска, то, очевидно, в комплексной системе можно повысить время накопления в обнаружителе в п = /7Дга раз, где Аг3 - максимальная ошибка скорректированного сигнала ИСД.

При заданных вероятностях ложной тревоги и пропуска сигнала это позволит уменьшить необходимое отношение q - «эф/о"ш в /с = VTHKIT„ раз, где ияф - эффективное значение напряжения сигнала, а Тнк и Тн - время накопления в обнаружителе комплексной и некомплексной систем соответственно.

Системы с коррекцией радиотехнических следящих систем сигналами автономных нерадиотехнических ИСД нашли широкое применение [16, 18].

В навигационных системах предпочитают использовать более сложные комплексы, в которых реализуется принцип взаимной коррекции измерителей. Обусловлено это, прежде всего, тем, что в состав подобных систем входят нелинейные

преобразователи (вычислители), пересчитывающие сигналы из системы координат, в которой работает ИСД, в систему координат радиотехнического измерителя, а затем часто осуществляют и обратный пересчет. По самой идее такие комплексы являются нелинейными преобразователями смеси полезного сигнала и помех. Все эти нелинейности описываются «гладкими», однако, как правило, многозначными (например, тригонометрическими) функциями.

При совместном преобразовании смеси помехи и сигнала в вычислителе наблюдаются три крайне нежелательных явления:

- «подавление» преобразуемого сигнала сопровождаю щим его шумом и, следовательно, нарушение условия согласования измерителей по масштабу совместно обрабатываемых сигналов, т. е. условия инвариантности;

- возможное нарушение однозначности преобразуемых сигналов;

- преобразование комплексного измерителя в систему с переменными, случайно изменяющимися во времени параметрами в силу случайного характера преобразуемых сигналов.

Эти крайне нежелательные явления вынуждают так выбирать структуру комплекса, чтобы все сигналы, поступающие на входы вычислителей, были хорошо отфильтрованы и из них были исключены систематические ошибки измерителей. Указанные условия часто удовлетворяются при использовании систем с взаимной коррекцией.

9.4. КОМПЛЕКСНЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ С ВЗАИМНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ

В указанном классе систем по существу объединены схемы радиокоррекции ИСД (рис. 9.8) и коррекции радиотехнических следящих измерителей (рис. 9.9). Существо идеи такого объединения состоит в том, что перед вводом в вычислитель сигналы обоих измерителей уточняются, предварительно фильтруются, из них исключаются систематические ошибки и т. д.

В состав комплексных систем с взаимной коррекцией измерителей входят нерадиотехнические измерители координат, неавтономные или автономные радиотехнические навигационные системы вычислительные устройства, в ка-




Рис. 9.12.

честве которых часто используются цифровые машины, преобразователи аналог - код и код - аналог и т. д. Их теоретический анализ весьма сложен.

Однако уяснить основные идеи такого комплексирования и пговести качественную оценку подобных систем можно на простых примерах однокоординатных измерителей с взаимной коррекцией.

Анализ удобно проводить на конкретном примере, в качестве которого на рис. 9.12* приведена динамическая структурная схема измерителя координаты s. В состав этого измерителя входят: автономный измеритель скорости с передаточной функцией Wa (D), радиотехнический измеритель координаты положения, представляющий следящую систему (РОС) с астатизмом первого порядка, и счислитель пути.

На вход счислителя пути подается уточненный при радиокоррекции сигнал скорости изменения координаты s (0. Этот сигнал после приведения его к системе координат, в которой работает радиотехническая следящая система (вычислитель на схеме заменен пропорциональным звеном с коэффициентом передачи к2), вводится на вход интегратора, имеющего коэффициент передачи ка.

Сигнал радиотехнической системы, в свою очередь, после пересчета в систему координат автономной системы корректирует счислитель пути. Если инерционностью обоих

*> При оценке размерностей членов передаточной функции следует иметь в виду, что единица в передаточной функции счислитоля пути имеет размерность 1/с.

вычислителей можно пренебречь, то выходная координата при Wa -- I будет определяться выражением

ГВ» + (Гк, + к1к2к„)В п kikvD + kv п, (941

N (D) N(D) Р

где к„ = квк„ - коэффициент усиления следящей радиотехнической системы по скорости;

N (D) = TDS + (к, + Тк0) D*- + (1 + kikb - к2ка) D + кв

(9.4.2)

- характеристическое уравнение комплексной системы.

Нетрудно убедиться, что условие инвариантности полезной составляющей выходной координаты sBbIX от параметров системы выполняется при

к2 = Мкя. (9.4.3)

Учтя (9.4.3), для выходного сигнала пил\мим

Л(D) а Л/(D) р V

где N (D) = TD3 + (к, + Tkv) D2 + kikdD + к„. Из анализа соотношения (9.4.4) можно сделать ряд качественных выводов.

Прежде всего, следует указать на то, что постоянные или медленно меняющиеся ошибки автономного измерителя в установившемся режиме (D-+0) не оказывают влияния на результаты измерений. Далее следует отметить, что постоянные ошибки радиотехнического измерителя без искажений проходят на выход системы, в то время как флуктуационные составляющие претерпевают существенное сглаживание, поскольку порядок полинома числителя в передаточной функции для радиопомех в три раза ниже порядка полинома знаменателя. . Таким образом, рассмотренная схема удовлетворяет всем перечисленным выше требованиям к системе совместной-обработки двух сигналов,



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 [78] 79 80 81 82



0.008