Радиолокационная система слежения за целью
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?аче на вход усилителя слишком большого сигнала, усилитель переходит в насыщение. Это происходит потому, что на выходе усилителя не может присутствовать сигнал больший напряжения питания (имеется в виду операционный усилитель). Для учета этого явления в анализе автоматической системы, в структурных схемах после усилителя будем ставить ограничитель. Для ограничителя зависимость выходного сигнала от входного имеет вид, показанный на рисунке 1.7.
Рисунок 1.7 - Ограничитель и его функция
Произведем линеаризацию этого нелинейного звена. Пусть tg?=1, b=Um=43 (задано в исходных данных). При наличии автоколебаний в системе входной сигнал изменяется по гармоническому закону .
Передаточная функция нелинейного звена имеет вид:
.(1.30)
Вычислим коэффициент гармонической линеаризации:
(1.31)
Вычислим пределы интегрирования (рисунок 1.8).
Рисунок 1.8 - Определение пределов интегрирования
(1.32)Вычислим коэффициент гармонической линеаризации:
(1.33)
т.к. , получим:
(1.34)
2. Анализ исходной некорректированной системы
Проведем анализ наиболее простой реализации автоматической системы. Из-за простоты системы (в ней отсутствуют даже корректирующие звенья), параметры такой системы могут оказаться неудовлетворительными.
.1 Структурная схема исходной некорректированной системы
На первом этапе построения структурной схемы необходимо определиться с набором звеньев в автоматической системе, их передаточными функциями, структурой связей между звеньями. Частично эти вопросы решены при построении функциональной схемы. Записав в блоках функциональной схемы передаточные функции звеньев, получим структурную схему системы. На структурной схеме вычитание сигналов представим в виде кружка со знаком вычитания внутри. Задающее устройство генерирует единичную функцию. Совокупность блоков структурной схемы является математической моделью следящей системы.
Рисунок 2.1 - Исходная некорректированная система
- задающее устройство К = 1;
- смеситель;
- ПУWпу(р) = Кпу;
- ОУ Wоу(р) = Коу;
- ЭМУ Wэму(р) = Кэму /(1 + Тэму р);
- Д Wд(р) = Кд /(Тд р + 1)р;
- Р Wр(р) = Кр .
.2 Логарифмические частотные характеристики системы
Построим логарифмическую частотную характеристику системы и определим запас устойчивости по фазе.
Рисунок 2.2 - ЛЧХ системы
Таблица 2.1
?, рад/с А, дБ ?, грд
.802760000 0.965264000 -181.6790000
.925510000 0.601084000 -181.7970000
.050840000 0.236865000 -181.9150000
.178840000 -0.127395000 -182.0350000
.309540000 -0.491697000 -182.1540000
.443010000 -0.856047000 -182.2770000
.579300000 -1.220430000 -182.3980000
.718480000 -1.584880000 -182.5210000
В соответствии с логарифмическим критерием автоматическая система будет устойчива, если запас устойчивости по фазе будет положительным. Последний определяется на частоте среза логарифмической амплитудной характеристики (ЛАХ) путем вычитания фазы логарифмической фазовой характеристики (ЛФХ) из фазы минус 180?. Таким образом, для определения устойчивости системы необходимо построить логарифмические частотные характеристики (ЛЧХ) и определить запас устойчивости по фазе.
Анализируя полученный график и таблицу видим, что график ЛАХ принимает нулевое значение на частоте 6.17884 рад/с. ЛФХ на данной частоте имеет значение, равное -182.035. Запас устойчивости по фазе составляет -2.035. Таким образом, можно сделать вывод, что качество регулирования системы не соответствует заданному. То есть, исходная система неустойчива.
3. Анализ скорректированной системы
Т.к. качество системы не соответствует заданному, необходимо включение корректирующего устройства.
.1 Включение корректирующего устройства
Т.к. качество системы не соответствует заданному, необходимо включение корректирующего устройства. Корректирующим звеном в данном случае может являться дифференцирующий усилитель, схема которого приведена на рисунке 9.
Рисунок 3.1 - Схема дифференцирующего усилителя
Передаточная функция звена запишется:
.(3.1)
.2 Структурная схема скорректированной системы
Для построения структурной схемы скорректированной системы объединим передаточные функции ДУ и ЭМУ в один типовой блок, для удобства пользования прикладной программой Siam. Структурная схема скорректированной системы представлена на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 - Структурная схема скорректированной системы
.3 Логарифмические частотные характеристики системы
Подбираем постоянную времени корректирующего звена Тду так, чтобы запас устойчивости системы по фазе был равен заданному.
Строим ЛЧХ скорректированной системы.
Рисунок 3.3 - ЛЧХ скорректированной системы
Таблица 3.1
?, рад/с А, дБ ?, грд
.82540000 0.585580000 -122.3330000
.02740000 0.351893000 -122.8680000
.25500000 0.116642000 -123.4070000
.50840000 -0.120200000 -123.9530000
.78820000 -0.358664000 -124.5010000
.09530000 -0.598770000 -125.0550000
.43000000 -0.840549000 -125.6130000
При Тду = 2,2 с ЛАХ системы проходит через 0 на частоте 60.5084 рад/с, при этом ЛФХ системы имеет значение -123.953. Таким образом, введя корректирующее звено и подобрав постоянную времени, мы получили систему с запасом качества 56.047, что больше 55 .
4. Анализ системы на наличие автоколебаний при заданном уровне напряжения насыщения в усилителе
Рисунок 4.1 - Структурная схем?/p>