Методы анализа систем фильтрации регулярных

Обобщенная структурная схема системы управления

Введение

Радиоавтоматика является базовой дисциплиной, посвященной изучению принципов построения, методов анализа и синтеза автоматических систем и устройств в радиотехнических системах. Базируется радиоавтоматика на общей теории автоматического регулирования и управления.

В состав современных радиоэлектронных систем входит множество различных автоматических подсистем и устройств, выполняющих функции управления. Во многих случаях вся радиотехническая система является системой управления.

Примерами радиотехнических систем, выполняющих в качестве основной операции функцию управления, являются различные системы управления беспилотными объектами – ракетами, автоматическими межпланетными станциями и др. Это – системы управления по радиолучу, командные системы, навигационные системы, системы самонаведения, системы следования рельефу местности, обеспечивающие полет ЛА в режиме огибания поверхностей, системы прицела и перехвата и др.

Наряду с такими системами, выполняющими основную функцию управления в различных радиоэлектронных системах, используется множество вспомогательных подсистем и устройств, в принципе работы которых лежит управление. Это – системы управления антеннами, осуществляющие слежение за целью, системы автоматической регулировки усиления (АРУ), системы частотной (ЧАП) и фазовой (ФАП) автоподстройки частоты, различные следящие фильтры, позволяющие контролировать изменения частоты в полосе нескольких герц, системы автоматического сопровождения целей по дальности, скорости и угловым координатам и др.

В основе работы этих систем – автоматическое регулирование и управление.

К специфическим следящим автоматическим системам относят системы стабилизации частоты генераторов радио-, микроволнового и оптического диапазонов электромагнитных волн.

Большинство систем управления в общем виде могут быть представлены структурной схемой, изображенной на рис. 1.1.

Рис. 1.1.Обобщенная структурная схема системы управления

На этом рисунке – информация, характеризующая состояние объекта (осведомительная информация); – информация, обеспечивающая управление объектом; – внешняя информация; – помехи.

В зависимости от принципа формирования сигнала управления различают два основных вида систем управления: разомкнутые и замкнутые.

В разомкнутых системах сигнал управления зависит только от управляющего воздействия (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Разомкнутая система управления

В замкнутых системах или системах с обратной связью сигнал управления формируется на основе анализа осведомительной и внешней информаций (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Структура регулятора

На этом рисунке ИЗ – измерительный элемент; УАИИ и ФУС – устройство анализа измеренной информации и формирования управляющих сигналов; УПУ – усилительно-преобразовательное устройство.

Осведомительная информация характеризует состояние объекта. Например, если объектом управления является летательный аппарат, то осведомительной информацией являются данные о его текущих координатах, скорости, положении относительно центра тяжести (крен, тангаж, рыскание или курсовой угол) и др. Измерительное устройство (ИЗ) преобразует эти данные в электрические сигналы, которые поступают в УАИИ и ФУС (компьютер). Внешней информацией могут быть, например, данные о траектории полета, заложенные в памяти компьютера автопилота (программа полета).

Пусть объектом управления есть летательный аппарат, управляемый в соответствии с некоторой программой его движения. В результате сравнения данных о текущем состоянии объекта управления и данных , заложенных в программе (в памяти бортового компьютера), в УАИИ и ФУС формируются управляющие сигналы, которые посредством усилительно-преобразовательного устройства УПУ, преобразующего электрические сигналы в механические воздействия на его органы управления, обеспечивают движение летального аппарата по программной траектории.

В системах ЧАП или ФАП УПУ преобразует электрические сигналы в изменения частоты или фазы управляемого генератора, являющегося в них объектом управления.

По виду внешней информации системы управления делятся:

· на системы стабилизации (задающее воздействие является постоянной величиной), например системы автоматической стабилизации частоты и напряжения;

· системы программного управления (внешняя информация является известной функцией-программой), например системы автономного управления летательными аппаратами;

· следящие системы (внешняя информация содержит параметры, подлежащие слежению), например система автоматического сопровождения цели в РЛС.

Также системы управления можно разделить на обычные, адаптивные (в процессе работы меняют характеристики в соответствии с изменяющимися внешними условиями) и самоорганизующиеся (могут развиваться и менять свою структуру во время работы).

ОУ может быть сама система управления. Чаще всего – это адаптивные, т.е. приспосабливающиеся системы (рис. 1.4). Управляющая система (регулятор) в этом случае называется модификатором.

Рис. 1.4. Адаптивная система управления

В процессе управления система управления может не только приспосабливаться (адаптироваться), но и изменять свою структуру и наращивать какие-либо элементы этой структуры, например, включать в себя дополнительные блоки или устройства.

Дата добавления: 2014-12-26