Реферати українською » Коммуникации и связь » Система слідкування за напрямком


Реферат Система слідкування за напрямком

>ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОСВІТІ

Федеральне державне освітнє

установа вищого професійної освіти

«>СИБИРСКИЙФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНІВЕРСИТЕТ»

ІНСТИТУТИНЖЕНЕРНОЙ ФІЗИКИ ІРАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

>СФУ

Кафедра «>Радиотехнические системи»

>КУРСОВАЯ РОБОТА

СИСТЕМАСЛЕЖЕНИЯ ЗАНАПРАВЛЕНИЕМ

>Пояснительная записка

>Виполнил:

студент групиРФ02-02

М. РЧикунова.

Перевірив:

професор кафедри РС

У. М. Бондаренко

Красноярськ 2009


Технічне завдання

Для заданої структурної схеми яка стежить системи (малюнок 1) і моделей задає впливу x(>t) і перешкоди n(>t) (потрібно було білим шумом зі спектральною щільністю N0Вт/Гц) виконати таке:

1 Визначити передавальні функції розімкнутої системи Kр(>p), і навіть замкнутої системи Kіз(>p),спектральную щільність Nе еквівалентних флуктуації, наведених до входудискриминатора.

2 Виробити оптимізацію яка стежить системи з параметру >kі використовуючи критерій мінімуму середнього квадрата помилки; визначити, оптимальне значення шумовий смуги F системи та мінімально допустиму помилку спостереження e>min; побудувати графіки залежностей результуючої середньоїквадратической помилки спостереження, і навіть її складових (динамічної і шумовий) від смуги F.

3 Побудувати логарифмічні амплітудно-частотну (>ЛАХ) іфазочастотную (>ЛФХ) характеристики розімкнутої системи та визначити із них запас стійкості за амплітудою і фазі за оптимального значенні параметра >kі.

4 Виробити моделювання яка стежить системи на ЕОМ при двох типах впливу: а) східчастому; б)квадратичном, побудувати графіки перехідного процесу визначити якісні показники системи в перехідному режимі (швидкодія,перерегулирование).

5 Скласти функціональну схему яка стежить системи заданого типу (схема повинна містити функціональні елементи устрою пошуку миру і виявлення сигналу).


Малюнок 1 – Структурна схема яка стежить системи

Вихідні дані

Тип яка стежить системи:ССН;

>Задающее вплив: Х0=0,5 [>x]/c

Коефіцієнт передачідискриминатора: >kбуд = 0,075В/град;

>Спектральная щільність шуму: N0 = 0,012Вт/Гц.

Параметри динамічного ланки:

порядокастатизма: >k = 1;

порядок ланки: n = 3;

числофорсирующих ланок: >m = 0;

T1 = 0,08 з;

T2 = 0,2 з;

Динамічний ланка має таку передатну функцію:

Область застосування: цифровий стежить вимірювач кутових координатмоноимпульснойсуммарно-разностной РЛС.

стежить система логарифмічнаразомкнутая


Зміст

Зміст

Запровадження

1 Аналіз завдання

2 Визначення передатних функцій розімкнутої та замкнутої систем, спектральною щільності еквівалентних флуктуацій

3 Оптимізація системи з параметруkи з допомогою критерію мінімуму середнього квадрата помилки

4 Аналіз стійкості автоматичної системи частотним методом критеріємНайквиста

5 Комп'ютерне моделювання системи, перебування перехідною характеристики, оцінка якості системи в перехідному режимі

6 Функціональна схема цифрового стежить вимірника кутових координатмоноимпульснойсуммарно-разностной РЛС

Укладання

Список використаних джерел

24


Запровадження

Невід'ємною частиною сучасної радіоапаратури є автоматичні системи. Автоматичні системи зустрічаються практично переважають у всіх пристроях, від простих радіоприймальних пристроїв до складних систем супутниковому зв'язку.

Автоматичні системи вирішують найрізноманітніші завдання. Вони дозволяють ефективніше виробляти приймання і обробку сигналу, підстроювання частоти, наведення на мета,пеленгацию.

До систем автоматичного управління пред'являються жорсткі вимоги: забезпечення мінімальної помилки спостереження, стійкості, швидкодії, малогоперерегулирования, простотою побудови і експлуатації. Тож наразі питання поліпшення автоматичних систем неповний. Ведеться пошук оптимальних параметрів ланок,схемотехнических рішень, методів розрахунку.

Метою справжньої курсової роботи є підставою дослідження автоматичної системи, закріплення знання автоматичних системах та його характеристиках, і навіть пошуку шляхів забезпечення кращих параметрів, з урахуванням отриманих результатів дослідження.


1 Аналіз завдання

У даний курсової роботі необхідно розрахуватися і оптимізацію автоматичної системи, визначити її основні характеристики, зробити моделювання системи. Дорассчитиваемой системі пред'являються кілька вимог:

1 мінімальна помилка спостереження;

2 забезпечення необхідного запасу стійкості;

3 високі показники якості системи в перехідному режимі.

Задля більшої якості перехідних характеристик, ділянкуЛАХ розімкнутої системі поблизу частоти зріз повинен мати нахил -20дБ/дек, може бути наскільки можна симетричним плюс протяжність щонайменше декади /1/.

Також у курсової роботі потрібно привести функціональну схему конкретної системи спостереження напрямком із її коротким описом.


2 Визначення передатних функцій розімкнутої та замкнутої систем, спектральною щільності еквівалентних флуктуацій

Коефіцієнт передачі розімкнутої системи:

 (2.1)

І, відповідно передатна функція замкнутої системи:

(2.2)

Оскільки спектральна щільність N0 має розмірністьВт/Гц, при перенесеннясумматора на вхіддискриминатора необхідно брати квадрат його коефіцієнта передачі:

Nе=N0/K>d2=0,012/0,005=2,4 гц.

3 Оптимізація системи з параметру >kі з допомогою критерію мінімуму середнього квадрата помилки

Середній квадрат помилки перебуває як сума квадрата динамічної помилки і дисперсії шумовий помилки:

Оскільки система маєастатизмом другого порядку й вхідний вплив квадратичне, для динамічної помилки маємо:


>Дисперсия шумовий помилки перебувають розслідування щодо формулі:

де F – шумове смуга замкнутої системи, що є за такою формулою:

де Kіз(>) – Модуль коефіцієнта передачі замкнутої системи.

Аби виконати даний інтеграл до табличному, візьмемо комплексний коефіцієнт передачі замкнутої системи з формули (2.2), замінивши >p на j>:

Kіз(>jw)=K(jw).k>d/>1+K(jw).k>d

Знайдемо квадрат модуля шляхом множення комплексного коефіцієнта передачі на комплексно у поєднанні:


І тут вираз можна ставленнямполиномов:

Деполиноми:

де коефіцієнтиполиномов рівні:

Інтеграл (3.4) зводиться до табличному :

де I2 одно:

Для n = 3 отримуємо:

 (3.8)


>Подставив, отримуємо формулу для обчислення шумовий смуги:

 (3.9)

>Дисперсия шумовий помилки дорівнюватиме:

Середній квадрат результуючої помилки:

Оптимальний значення шумовий смуги і цілком мінімально досяжну помилку спостереження знаходимо з графіка 3- залежності помилок спостереження від смуги пропускання системи:


Малюнок 2 - Залежність квадрата помилки від

F: 1 - ;

2 - ; 3 -

Оптимальний значення шумовий смуги F = 0.341

>Минимально досяжною є помилка спостереження е>min = 0.041 (рис. 2)

K>uopt=0,903


4. Аналіз стійкості автоматичної системи частотним методом критеріємНайквиста

Для оцінки запасу стійкості системи знайдемо і побудуємоЛАХ іЛФХ розімкнутої системи, висловивши їх із формули (2.2) передавальної функції. Знайдемо комплексний коефіцієнт передачі розімкнутої системи:

 (4.1)

З цієї формули висловимоАЧХ іФЧХ:

спрощення цюАЧХ може бути розбитий втричі складові

,

деАЧХ інтегруючого ланки

 

іАЧХ інерційних ланок

.

>ФЧХ інтегруючого ланки: .ФЧХ інерційного ланки:


.

>ФЧХ розімкнутої яка стежить системи:

ПобудуємоЛАХ іЛФХ досліджуваної системи:

>ЛАХ інерційного ланки:

;

де - частота поєднання.

>ЛАХ інтегруючого ланки : ;

ЗагальнуЛАХ досліджуваної системи можна з'ясувати, як

.

ГрафікиЛАХ іЛФХ представлені на рис.4


Малюнок 3 - Графік залежностіЛАХ розімкнутої системи

Малюнок 4 - Графік залежностіЛФХ розімкнутої системи

Запас за фазою незадовільнийт.к. характеристика перетинається з нулем поасимтоте ->40дб/дек , тому змінимоКu, задля забезпечення запасу по стійкості.

Визначаючи запас стійкості системи, побачимо, що у посиленню система абсолютно стійка. ТаккАФЧХ системиасимптотически прагне рівню -180 градусів.

І це запас стійкості за фазою перестав бути достатнім.Т.к.ЛАХ перетинає 0 на , значенняФЧХ в цій частоті Град. Не задовольняє умові достатньої системи .

Задля більшої запасу стійкості системи та зменшенняперерегулирования, тобто. перетинуЛАХ розімкнутої системи з віссю абсцис , сталося в ході нахилі ->20дБ/дек, (встановлено, щоколебательность перехідного процесу буде найменшої, якщо  розімкнутої системи перебуває в ділянціЛАХ з нахилом ->20дБ/дек), зменшимо до величини Доu опт =0,35. Це значення вибрали з умови  >т.к якість перехідного процесу визначається переважно ділянкоюЛАХ з нахилом ->20дБ/дек, що мати протяжність щонайменше декади.

Оцінимо значення шумовий смуги і цілком результуючої помилки спостереження, при новому значенні

,

 …гц

0,103

 


ГрафікиЛАХ іЛФХ розімкнутої системи при новому значенні >Ku

Малюнок 5 - Графік залежностіЛАХ розімкнутої системи

Малюнок 6 - Графік залежностіЛФХ розімкнутої системи

 

5. Комп'ютерне моделювання системи, перебування перехідною характеристики, оцінка якості системи в перехідному режимі

Для цифрового моделювання системи скористаємося апаратомZ-преобразования. І тому безупинне інтегрування замінимо дискретним методом прямокутників:

 (5.1)


де T – інтервал дискретизації, який вибирається відповідно до теореміКотельникова.

ОдержимоZ-преобразование від передавальної функції:

;

Цією передавальної функції відповідає рівняння:

.

Для досліджуваної системи передатна функція замкнутої системи дорівнює:

.

Тоді дискретна передатна функція для помилки дорівнюватиме:

 

де - крок дискретизації,

Роблячи заміну , зробимо перетворення:


,

де - добротність системи

Порівнюючи з , знаходимо коефіцієнтиразностного рівняння:


Цією передавальної функції відповідаєразностное рівняння:

де b0 =0.99, b1=-1.25, b2=-0.16, b3=0.42, a1=-1.2, a2=-0.14, a3=0.43.

Якісні показники перехідного процесу (швидкодія,перерегулирование) визначається за графіком залежності ( - дискретне час кратну інтервалу дискретизації). Швидкодія оцінюється часом перехідного процесу (час, протягом якого помилка зменшується по абсолютну величину до значення 0.01), аперерегулирование – величина максимального викиду у перехідній характеристиці.

Побудуємо відгук системи на одиничне поетапне вплив (, де )


Малюнок 8 – Перехідна характеристика

Як очевидно з графікаперерегулирование системи одно , а час перехідного процесу (швидкодія) дорівнюватиме  з

Побудуємо відгук системи на лінійне вплив (, )


Малюнок 10 –Відгук на лінійне вплив

З графіка видно, що характеристика прагне значенням 0.306 мкс, яке відповідає динамічної помилці системи.

 

6 Функціональна схема цифрового стежить вимірника кутових координатмоноимпульснойсуммарно-разностной РЛС

 



Укладання


За виконання даної курсової роботи було зроблено розрахунок автоматичної системи.

Оптимальний значення шумовий смуги системи:

 

F>opt = 0,397 гц.

>Минимально допустима помилка спостереження:

 

e>min = 0,041 град.

Система має запас стійкості за фазою, рівний:

> = 46,30, що задовольняє умові стійкості.

У перехідному режимі система має такі якісні показники:

Швидкодія – час перехідного процесу >tп = 16,6 з;

е>max = 0,091

Ухвалений сигнал з виходівоблучателей Про1 і Про2 надходить наволноводниймост(ВМ). Де формуються сумарний uз(>t) іразностний u>p(>t) сигнали. Усі вони обробляється своїм приймачем (>Пр.). СистемаАРУ працює за сигналу сумарного сигналу. Вона стабілізує амплітуду коливань не вдома кожного сигналу (вихідУПЧ приймача) певному рівні, за зміни амплітуди прийнятого сигналу в межах. Коливання з виходів приймача обох каналів надходять на фазовий детектор (>ФД). На виходіФД формується постійна напруга, величина визначається значенням кутового неузгодженості, а полярність - його знаком. Ця напруга посилюється, і надходить у ланцюг управління виконавчим двигуном (ІД). Під впливом управляючого напруги ротор двигуна починає обертатися і крізь редуктор повертає відбивач антени у бік зниження неузгодженості.

У що встановилася режимі антена орієнтується отжеравносигнальное напрям (>РСН) збігаються з напрямом на джерело сигналу. Вимірюваний пеленг відраховується по розі повороту антени, щодо її платформи.


Список використаних джерел

1 Бондаренко, У. М. Основи автоматики: навчальних посібників / У. М. Бондаренко. – Красноярськ : ІСЦКГТУ, 2004. – 155 з.: мул.

2Первачев, З. У.Радиоавтоматика: підручник для вузів / З. У.Первачев. – М.: Радіо і зв'язок, 1982. – 296 з.: мул.

3Гоноровский І. З.Радиотехнические кайдани й посадили сигнали / І. З.Гоноровский. – М.: Радіо і зв'язок, 1986. – 512 з.: мул.

4 Коновалов, Р. Ф.Радиоавтоматика: підручник для вузів по спец. «>Радиотехника» / Р. Ф. Коновалов. – М.: Вищу школу, 1990. – 335 з.: мул.


Схожі реферати:

Навігація