Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. Фазозадашие устройства (ФЗУ) являются одними из основный элементов систем управления ССУ). Проектирование и эффективная эксплуатация последний требует высокой точности ФЗУ. Повышение точности ФЗУ является одной из важнейших задач улучшения качества и эффективности СУ в целом. Расширение областей применения СУ, использующих фазовые методы передачи и обработки информации, обуславливает необходимость дополнительных исследований особенностей Функционирования ФЗУ.
Для современных СУ и составляоцих их устройств характерно использование сигналов с большим диапазоном изменения параметров. Применительно к ФЗУ перекрываемый диапазон частот лежит в пределах от долей герц до десятков гигагерц, а динамический диапазон входных сигналов составляет до 120 дБ в низкочастотной области и до 60 дБ в высокочастотной. Наибольшую сложность представляет задание Фазовых сдвигов с высокой точностью при большом диапазоне изменения уровня сигналов на высоких частотах.
В связи с этим в настоящее время становится яктуалыюч за- . дача - разработка и исследование наиболее перепели :лных frV. обеспечивавдих высокую точность в большом динамическом лигпаз^^ изменения уровня сигналов.
Основная трудность при решении этой задачи заключается в том, что для обеспечения большого динамического диапазона используются различного рода регуляторы уровня, которые сами, в свою очередь, являются источниками значительных Фазовых погрешностей при использовании их на высоких частотах.
Поставленная задача должна решаться путём использования фа-зостабильных регуляторов уровня,либо путем отыскания -методов и структур, позволяющих компенсировать или определять с высокой точностью Фазовые погрешности ФЗУ. возникающие при регулировке амплитуд сигналов.
Разработка Фазозадаицих устройств. Формирующих сигналы с заданными Фазовыми соотношениями в большом динамическом диапазо-не,'входит в программу Госкомвуза РФ "Комплексные системы измерений, контроля и испытаний в народном хозяйстве" и в тематику научно-исследовательских работ,проводимых в ТАСУР в'рамках региональной межвузовской научно-технической программы Госкомвуза РФ "Прогресс и регион"
. 4
Цель работы - исследование принципов обработки амплитуд но-модулированных (AM) сигналов с подавленным несущим колебанием и создание на их основе ФЗУ повышенной точности, способных Функционировать в большом динамическом диапазоне изменения уровня сигналов.
Задачи исследования:
обоснование необходимости создания ФЗУ повышенной точности в широком динамическом диапазоне сигналов и разработка методики предварительного выбора устройства:
разработка математической модели ФЗУ и создание на ее основе высокоточного ФЗУ, способного функционировать в большом динамическом диапазоне изменения уровня сигналов:
теоретическое исследование вопросов возникновения и влияния Факторов, ограничивапцих точность задания фазовых сдвигов в большом динамическом диапазоне изменения уровня сигналов:
исследование потенциальной точности задания фазовых сдвигов.
Методы исследований. Для достижения поставленной цели применялись аналитические и экспериментальные методы исследований, которые базируется на использовании системного подхода построения ФЗУ. теории линейных и нелинейных цепей, математической статистики, математического анализа, теории погрешностей и метрологического обеспечения.
Научная новизна работы заключается в следушем:
разработана математическая модель ФЗУ. принцип действия которого основан на обработке AM - сигнала с подавленной несущей, доказана перспективность построения ФЗУ, основанного на принципе формирования заданных фазовых соотношений на низкой Фиксированной частоте и с последующим их переносом на высокую:
определены основные источники погрешности и проведен их анализ, что позволяет повысить точность предложенного ФЗУ;
предложена методика предварительного выбора основных узлов ФЗУ на основе комплексной оценки методом весовых коэффициентов:
разработан Фазостабильный регулятор уровня , принцип действия которого заключается в дискретизации входных сигналов, позволяющий строить ФЗУ повышенной точности в широком динамическом диапазоне сигналов:
Практическая ценность работы заключается в том. что:
- разработана структура , позволяшая строить ФЗУ, обеспечи
вашее Формирование сигналов с заданными фазовыми соотношениями в fujitborf динамическом диапазоне изменения уровня сигналов:
сформулированы рекомендации по выбору параметров как всего ФЗУ, так и отдельных его узлов на этапам проектирования и практической реализации:
создано ФЗУ. Формирующее сигналы с заданиями Фазовыми соотношениями в динамическом диапазоне до 60 дБ и чолосе частот 5-1С0 МГц.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс Курского государственного технического университета, а именно: раздел по принципам построения Фазозадащих устройств используется в курсе "Теория автоматического управления': раздел по расчету и выбору регуляторов уровня и Фазозадащих устройств используется в курсе "Метрология и измерительная текника". Фазозадащее устройство внедрено в МНПК "НЭКСИ" г. Железногорска и используется в качестве задатчи-ка Фазы и системо управления и регулирования промышленного робо та.
Основные положения,выносимые на защиту.
-
Методика предварительного выбора ФЗУ повышенной точности в большом динамическом диапазоне изменения уровня сигналов.
-
Математическая модель ФЗУ повышенной точности, работающего в большом динамическом диапазоне изменения уровня сигналов.
-
Методика и результаты теоретического анализа основных параметров ФЗУ на основе обработки АМ-сигналов с подавленной несущей.
-
Методики проведения экспериментальных исследований основный параметров ФЗУ.
Апробация работы. Материалы работы докладывались и обсуждались на Международным конференциях: "Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов" в Барнауле (1994)." Проблемы техники и технологий XXI века" в Красноярске С1994): на 2- й научно-технической конференции "Вибрационные машины и технологии" в Курске (1995): на Региональной научно-технической конференции молодых специалистов "Радиотехнические и информационные системы и устройства" в Томске (1994); на научно-технических семинарах ТАСУР в 1991-1995гг.
Публикации. Основные результаты работы отражены в 6 пзчат-ных роботам, из них 1 статья в'центральной печати.
б Структура и объйм диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объём диссертации 172 с., из них 134 с. машинописного текста. 29 рис. и 1 таблица на 14 с. Приложения содержат 26 с. машинописного текста. 3 рис. и 3 таблицы на 3 с. Список литературы состоит из 124 наименований на 12 с.
