Радиоавтоматика

Учебное пособие

Рассмотрены принципы построения и алгоритм моделирования функциональных, структурных схем и принципиальных схем следующих систем радиоавтоматики: частотной и фазовой автоподстройки частоты; дальномерной и угломерной; автоматической регулировки усиления. Для моделирования систем радиоавтоматики используется метод структурных схем, а также линеаризация (метод малых возмущений), позволяющая нелинейную систему представить линейной системой. Пособие предназначено для студентов радиотехнических специальностей вузов.

Кафедра радиотехнических систем

Библиографическая запись:

Якушевич, Г. Н. Радиоавтоматика: Учебное пособие [Электронный ресурс] / Г. Н. Якушевич. — Томск: ТУСУР, 2019. — 237 с. — Режим доступа: https://edu.tusur.ru/publications/9183
Автор:   Якушевич Г. Н.
Год издания: 2019
Количество страниц: 237
Скачиваний: 12

Оглавление (содержание)

Предисловие………………………………………………….....…………….7

Список сокращений…………………………………………………...…….8

Введение……………………………………………………………….….....10

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В ОБЛАСТИ

АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ...................................11

1.1. Модель системы автоматического регулирования…………11

1.2. Классификация САР……………………………………………….....13

1.3. Алгоритм моделирования САР…………………………………….17

1.4. Элементы структурной схемы САР...…………………………….18

1.5. Виды соединений звеньев САР…………………………………….20

2. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ................................................22

2.1. Приемник прямого усиления…………………………………..….22

2.2. Супергетеродинный приемник……………...……………………23

2.3. Супергетеродинный приемник с ЧАПЧ и АРУ…………………27

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЧАСТОТНОЙ

АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ..........................29

3.1. Функциональная схема системы ЧАПЧ………………………..29

3.2. Структурная схема смесителя частоты……………………….30

3.3. Структурная схема усилителя промежуточной частоты…32

3.4. Структурная схема частотного дискриминатора…………..34

3.5. Структурная схема фильтра низких частот…………...........38

3.6. Структурная схема подстраиваемого генератора…………40

3.7. Структурная схема системы ЧАПЧ в терминах частот…….42

3.8. Структурная схема системы ЧАПЧ в терминах расстроек.43

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ФАЗОВОЙ

АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ.........................48

4.1. Функциональная схема системы ФАПЧ………………………48

4.2. Структурная схема фазового дискриминатора……………49

4.3. Структурная схема системы ФАПЧ в терминах частот…..53

4.4. Структурная схема системы ФАПЧ в терминах расстроек.54

5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДАЛЬНОМЕРНОЙ СЛЕДЯЩЕЙ

СИСТЕМЫ ИМПУЛЬСНОЙ РЛС..................................................57

5.1. Функциональная схема дальномерной следящей

системы импульсной РЛС……………………………………………......57

5.2. Структурная схема дальномерной следящей

системы импульсной РЛС……………………………………………......60

6. МОДЕЛИРОВАНИЕ УГЛОМЕРНОЙ СЛЕДЯЩЕЙ

СИСТЕМЫ РЛС..........................................................................63

6.1. Функциональная схема угломерной следящей системы РЛС…..63

6.2. Структурная схема угломерной следящей системы РЛС……….64

7. ОБОБЩЕННЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ

СХЕМЫ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМ………….........66

8. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ

АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ...............................68

8.1. Функциональная схема ручной регулировки усиления…………68

8.2. Функциональная схема системы АРУ……………………………......70

8.3. Структурная схема регулируемого усилителя…………………...75

8.4. Структурная схема амплитудного детектора…………………….81

8.5. Структурная схема системы АРУ с обратной связью…………..83

9. ДИСКРЕТНЫЕ САР...................................................................87

9.1. Основные понятия о дискретных САР……………………………..87

9.2. Импульсные САР…………………………………………………..........88

9.2.1. Функциональная схема разомкнутой импульсной САР…….88

9.2.2. Структурная схема и дискретная

передаточная функция разомкнутой импульсной САР……………91

9.2.3. Структурная схема и дискретная

передаточная функция замкнутой импульсной САР………………93

9.3. Цифровые САР………………………………………………………....94

9.3.1. Функциональная схема цифровой САР……………………...94

9.3.2. Структурная схема и дискретная

передаточная функция цифровой САР……………………..............95

9.4. Нелинейные САР…………………………………………………….....96

9.5. Оптимальные и адаптивные САР……………………………………98

9.6. Помехоустойчивость САР……………………………………………100

10. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

ЛИНЕЙНЫХ НЕПРЕРЫВНЫХ САР................................................102

10.1. Передаточная функция линейной САР………………………….102

10.2. Анализ линейных САР в частотной области……………………105

10.3. Анализ линейных САР во временной области………………….109

11. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИПОВЫХ ЗВЕНЬЕВ САР.........................113

11.1. Типовые звенья САР……………………………………………........113

11.2. Пропорциональное звено………………………………………..…114

11.3. Апериодическое звено первого порядка……………………….116

11.4. Апериодическое звено второго порядка……………………....121

11.5. Интегрирующее звено…………………………………………….....128

11.6. Дифференцирующее звено………………………………………....131

11.7. Форсирующее звено……………………………………………….....133

11.8. Запаздывающее звено…………………………………………….....136

11.9. Неустойчивые звенья……………………………………………........139

11.10. Математические выражения для типовых звеньев…………..142

12. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ФУНКЦИИ САР...............................................152

12.1. Виды соединений звеньев САР…………………………………........152

12.2 Передаточная функция замкнутой системы

с задающим и возмущающим воздействием…………………………...156

12.3. Передаточные функции многоконтурных систем……………...157

12.4. Построение АЛАЧХ и АЛФЧХ САР по АЛАЧХ

и АЛФЧХ типовых звеньев…………………………………………….........162

13. АНАЛИЗ КАЧЕСТВА РАБОТЫ ЛИНЕЙНОЙ САР..........................166

13.1. Показатели качества работы линейной САР……………………166

13.2. Точность работы линейной САР……………………………….......166

13.2.1. Режим работы линейной САР………………………………........166

13.2.2. Статический режим линейной САР......................................167

13.2.3. Динамический стационарный режим линейной САР……......171

13.3. Устойчивость линейных САР…………………………………….......176

13.3.1. Понятие об устойчивости линейных САР………….………......176

13.3.2. Критерий устойчивости Михайлова……………….……….......180

13.3.3. Критерий устойчивости Найквиста…………………………......185

13.3.4. Критерий устойчивости на основе ЛАЧХ и ЛФЧХ……….....191

13.3.5. Устойчивость систем с запаздыванием…………………….....193

13.3.6. Критерий устойчивости Гурвица……………………………......195

13.4. Качество переходного процесса…………………………………..199

13.4.1. Показатели качества переходного процесса………………..199

13.4.2. Частотные критерии качества переходных процессов……201

13.4.3. Корневые критерии качества переходных процессов…....207

13.4.4. Интегральные критерии качества

переходных процессов………………………………………………..........211

14. КОРРЕКЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛИНЕЙНЫХ САР.....213

14.1. Схемы включения корректирующих звеньев…………………..213

14.2. Последовательные корректирующие звенья………………….215

14.2.1 Пропорционально-дифференцирующее звено……………..215

14.2.2. Пропорционально-интегрирующее звено…………………...219

14.2.3. Пропорционально-интегродифференцирующее звено…..222

14.2.4. Структурные схемы реализации корректирующих звеньев..225

14.2.5. Построение желаемых характеристик…………………..…...226

14.3. Параллельные корректирующие звенья - обратные связи….228

14.3.1. Типы корректирующих обратных связей………………….......228

14.3.2. Жесткая корректирующая обратная связь……………….....229

14.3.3. Гибкая корректирующая обратная связь……………………232

Литература……………………………………………………….……….......236