Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ. Электромеханические следящие по углу (азимуту) системы, содержащие задатчик угла поворота, линию связи и цифроаналоговый преобразователь (ЦШ), являются важной составной частью радиолокационных станций (РЛС), так как их характеристики в значительной степени определяют такую важную выходную характеристику РЛС, как точность целеуказания. К следящим азимутальным системам (САС) РЛС предъявляются повышенные и во многом противоречивые требования к диапазону частоты вращения, энергетическим и точностным характеристикам, быстродействию и помехоустойчивости. Кромо того, САС РЛС должны быть просты в построении и наладке и надежны в эксплуатации.
При необходимости передачи сигналов на большие расстояния в качестве линии связи используется радиолиния. Вследствие ограниченной информационной емкости радиолинии используются импульсные датчики. Так как с выхода импульсного датчика по линии связи передаются сигналы унитарного кода, то ЦАП является преобразователем накагоотвакщего типа.
Сигналы, поступающие через линию связи, подвержены искажениям, которые могут приводить к ошибкам преобразования азимута. ПомехозащщЗнность систем с линией связи обеспечивается путем оптимальной обработки сигналов в приёмнике с использованием помехоустойчивого кодирования. Указанные меры обработки в значительной степени повышают достоверность принимаемых сигналов. Однако для САС такая степень достоверности является недостаточной, так как различные искажения в линии связи.могут исказить азимутальную картину в целом.
Для решения ряда задач используются САС, в которых ЦАП должен приводить в движение механическую нагрузку с моментом сопротивления типа сухого трения, а источником питания ШШ являются аккумуляторные батареи. В этом случае применяется электромеханический ЦАП постоянного тока, представляющий собой следящий по пространственной координате электропривод (СЭП). Такие СЭП получили широкое распространение благодаря универсальным регулировочным свойствам двигателей постоянного тока (ДПТ), являющихся их основой.
Одной из основных при разработке САС является задача обеспечения заданных динамических характеристик СЭП в широком диапазоне частоты вращения.
Наибольшее быстродействие и простоту в регулировке имеют электроприводы (ЭП) с релейным управлением. Отрицательным свойством релейных ЭП является их автоколебатель-носгь, более узкий частотный диапазон и большие, чем у аналоговій, энергетические потери.
Существующие способы компенсации влияния нагрузки типа сухого трения, связанные с изменением закона управления вне зоны нечувствительности,"то есть при рассогласовании больше одной дискреты, ведут к увеличений погрешности или к усложнению ЭП и потому, с учетом требований к САС РЛС, малопригодны.
Таким образом, актуальными, являются разработка и исследование эффективной помехоустоучивой САС с релейным ЭП, обладающим высокими динамическими показателями в широком диапазоне частоты вращения.
Разработка и исследование помехоустойчивой электромеханической системы с линией связи, следящей по углу в широком диапазоне частоты вращения.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:
разработка структурных схем электромеханической САС, обладающей повышенной помехозащищенностью и высокими динамическими показателями в широком диапазоне частоты вращения;
получение и анализ условия устойчивой работы СЭП, уравнения механических характеристик ДПТ при управлении импульсами сложной формы, выражений для оценки мощности дополнительных потерь и угловых ошибок, возникающих в установившемся режиме из-за колебаний частоты вращения вала СЭП с релейным управлением;
разработка графического метода оценки диапазона частоты вращения СЭП по регулировочным импульсным характеристикам ДПТ;
получение и анализ выражений для оценки точностных характеристик САС при искажениях в линии связи: замираниях и
формировании ложных сигналов;
- экспериментальное исследование диапазона' частоты
вращения и точностных характеристик электромеханической САС
при искажениях в линии связи и нагрузке типа сухого трения.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ. В диссертации используется аппарат Булевой алгебры при синтезе схем ЭП и блока обработки сигналов (БОС);" метода теории нелинейных колебаний (метод фазовой плоскости, критерии устойчивости т.д.); метод кусочно - линейной аппроксимации при получении уравнений механических характеристик ДПТ при импульсном управлении; аппарат теории вероятности при исследовании точностных характеристик САС; метод физического (натурного) эксперимента при измерении характеристик САС.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА'работы:
предложен закон управления следящего по углу ЭП постоянного тока, позволяющий компенсировать влияние нагрузки типа сухого трения в широком диапазоне частоты вращения;
разработены способы повышения помехозащищенности САС, основанные на свойствах азимутальных сигналов;
исследованы математические модели следящего по углу ЭП постоянного тока. Получены и проанализированы условия устойчивой работы ЭП с нагрузкой типа сухое трение, уравнение механических характеристик ДПТ при управлении импульсами сложной формы, выражения для оценки дополнительных потерь и угловых ошибок, возникающих в установившемся режиме из-за колебаний частоты вращения следящего по углу ЭП;
исследованы математические модели САС с линией связи. Получены и проанализированы выражения для оценки точностных характеристик САС при искажениях в линий связи: замираниях и формировании ложных сигналов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ диссертации:
Разработана структурная схема следящего по углу ЭП с релейным управлением, позволяющая создать ЭП, обладающий высокими динамическими характеристиками в широком диапазоне частоты вращения при нагрузке типа сухое трешго. Результаты исследования ЭП могут быть полезны при проектировании электромеханических преобразователей. ,
Разработаны структурные схемы блока обработки сигна-
лов (БОС), позволяющие компенсировать искажения в линии связи (замирания и формирование ложных сигналов)'и создать помехоустойчивую САС. Результаты исследования влияния искажений в линии связи на точностные показатели САС и методов их компенсации могут быть использованы при разработке схем обработки сигналов следящих по пространственной координате систем.
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ работы.
Разработан и внедрен в опытно - конструкторскую установку 47Ж6 адаптивный ЭП, следящий по углу в диапазоне частот, на порядок большем, чем в известных подобных ЭП с релейным управлением.
Реализована в РЛС 36Ж6 САС, позволяющая компенсировать искажения в линии связи, резко повысить помехозащищенность и точность системы при одновременном уменьшении числа каналов для передачи азимутальных сигналов с пяти до трех. В частности, на порядки уменьшены ошибки от искажений в линии связи и вероятность их внесения..
АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ. Материалы диссертационной работы докладывались и обсувдались на Научно - технических конференциях подотрасли, г. Н. Новгород, 1982, 1984, 1985 г.г.
ПУБЛИКАЦИИ". По теме диссертации опубликовано 7 статей и получено 6 авторских свидетельств на изобретения.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литерат ры; содержит 119 стр. основного текста, 33 стр.'иллюстраций, 60 наименований использованной литературы.
Похожие диссертации на Электромеханическая следящая по углу система с линией связи
