Радиолокационная система слежения за целью
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?? - фазовый сдвиг сигналов разности и суммы.
Если ?? мал, то тангенс можно заменить углом:
(1.2)
Фазовый сдвиг сигналов ?? зависит от угла отклонения цели от оси антенны. Эту связь можно определить по разности длин путей проходящими отражёнными сигналами от цели до антенны.
(1.3)
(1.4)
Рисунок 1.3 - Определение угла отклонения цели от оси антенны
, (1.5)
где ? - длина волны.
Подставим ?? в выражение для углового дискриминатора (1.2):
(1.6)
Если ? мал, то:
, (1.7)
Где:
(1.8)
Исходя из формулы (1.7) запишем передаточную функцию звена:
(1.9)
.2.2 Операционный усилитель
Операционный усилитель (ОУ) - это усилитель с очень большим коэффициентом усиления (типовое значение К=50000), малым выходным сопротивлением, большим входным сопротивлением и непосредственными связями. При достаточном коэффициенте усиления по напряжению ОУ, передаточная функция усилителя, построенного на основе ОУ, зависит только от параметров входной цепи и цепи обратной связи и не зависит от собственных параметров ОУ.
Схема усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, приведена на рисунке 1.3.
Рисунок 1.4 - Операционный усилитель
Коэффициент передачи усилителя определяется выражением:
.(1.10)Передаточная функция усилителя имеет вид:
.(1.11)В рабочем диапазоне частот инерционность ОУ не учитывается.
.2.3 Электромашинный усилитель
Рисунок 1.5 - Электромашинный усилитель
Рассмотрим электромашинный усилитель (ЭМУ) с поперечным полем (рисунок 1.5.).
Ротор усилителя имеет обмотки, подсоединенные к коллектору. С помощью коллектора и двух пар щеток обмотки ротора подключаются к внешним электрическим цепям. Одна пара щеток замкнута накоротко, другая - подключает ЭМУ к нагрузке. На статоре ЭМУ размещена обмотка управления.
ЭМУ является усилителем мощности и работает на постоянном токе.
Входной сигнал Uу подается на управляющую обмотку, по которой течет ток Iу. Этот ток можно найти из уравнения:
,(1.12)гдеRy, Ly - параметры управляющей обмотки.Этот ток создает в магнитной системе ЭМУ поток Фу:
,(1.13)ггдеRM - магнитное сопротивление магнитной системы ЭМУ.Дополнительный двигатель вращает с частотой ? ротор ЭМУ, при этом его обмотки пересекают поток Фу.
На основании закона электромагнитной индукции, в обмотке wк наводится ЭДС:
(1.14)Под действием этой ЭДС в короткозамкнутом витке возникает достаточно большой ток Iк, определяемый по формуле:
,(1.15)который создает поток Фк:
.(1.16)Этот поток наводит ЭДС в обмотке wн:
.(1.17)Последовательно подставляя эти формулы одну в другую, после преобразования получим выражение:
,(1.18)ггдеТу, Тк - постоянные времени управляющей и короткой обмоток; - коэффициент усиления ЭМУ по напряжению.Обычно Ту>>Тк. С учетом этого допущения и предыдущего выражения, запишем передаточную функцию ЭМУ:
.(1.19)1.2.4 Двигатель постоянного тока
Рисунок 1.6 - Двигатель постоянного тока
Обычно нагрузкой ЭМУ является двигатель постоянного тока. Рассмотрим коллекторный двигатель постоянного тока с независимым возбуждением. Он содержит якорь (Я) с обмоткой, коллектор и щетки (рисунок 1.6). На статоре размещена обмотка возбуждения (ОВ). На нее подается напряжение UП, которое создает поток возбуждения ФВ в магнитной системе двигателя.
Управляющее напряжение U подается на якорную обмотку. Ток IЯ взаимодействует с потоком возбуждения. Возникает вращающий момент.
Динамику движения ротора двигателя можно описать уравнением:
,(1.20)ггде? - угол поворота ротора; I - момент инерции ротора; Мд - вращающий момент двигателя; Мс - момент сопротивления вращения.Вращающий момент двигателя зависит от тока якоря обмотки и потока возбуждения:
,(1.21)ггдеКМ - коэффициент зависящий от конструкции двигателя. (1.22)ггде Е - ЭДС реакции якоря; Rя - активное сопротивление обмотки якоря; Фв - поток возбуждения.ЭДС реакции якоря можно вычислить по формуле:
,(1.23)ггде kе - коэффициент зависящий от электрических параметров двигателя.Таким образом:
.(1.24)
Момент сопротивления зависит от нагрузки:
,(1.25)ггде kс - коэффициент определяющий характер нагрузки.Подставив выражения для моментов в исходное уравнение и преобразовывая, получим уравнение:
,(1.26)ггде - постоянная времени;
- коэффициент усиления двигателя.
Или в операторной форме:
.(1.27)
Из последнего выражения находим передаточную функцию:
.(1.28)
.2.5 Редуктор
Редуктор - это устройство, предназначенное для уменьшения числа оборотов входного звена. Редуктор преобразует входное вращательное движение в выходное. Выходная угловая скорость вращения меньше входной скорости вращения. Выходной вращательный момент больше входного вращательного момента. Со скоростью вращения одновременно уменьшается угловая ошибка.
Редуктор обычно реализуют с помощью зубчатых колес. Основной кинетической характеристикой зубчатых механизмов является передаточное число - отношение чисел зубьев ведомого колеса и ведущего. В автоматике удобно пользоваться передаточными характеристиками - отношение выходной угловой скорости к входной угловой скорости.
(1.29)ггде ? и ? - угол поворота входного и выходного звена.
.2.6 Ограничитель
При по?/p>