3.3. Расчет системы с коррекцией.

Передаточная функция системы с корректирующим звеном имеет вид:

Для исследования устойчивости полученной системы, рассчитаем логарифмическую амплитудно-частотную L(j) и фазо-частотную (j) характеристики:

где

Рассматривая ЛАЧХ системы с коррекцией в различных диапазонах частот, получаем:

Таким образом, ЛАЧХ имеет наклон -20 дБ/дек на частотах 0 <   2 (c^-1), -40 дБ/дек на частотах 2 <   14,286 (c^-1), -20 дБ/дек на частотах 14,286 <   200 (c^-1) и -40 дБ/дек на частотах  > 200 (c^-1).

Получаем выражение для ФЧХ системы с коррекцией:

Графики ЛАЧХ и ФЧХ системы после коррекции приведены в Приложениях 3 и 4.

Находим частоту среза и запас устойчивости по фазе системы с коррекцией. Получаем:

- частота среза системы с коррекцией.

- запас устойчивости по фазе системы с коррекцией.

Делаем вывод, что система с выбранной коррекцией будет устойчива, о чём свидетельствуют следующие признаки:

1. Частота среза находится на участке характеристики с наклоном -20дБ/дек.

2. Наклон ЛАЧХ на высоких частотах не превышает -40 дБ/дек.

3. Запас устойчивости по фазе более 30⁰.

4. Расчет дисперсии ошибки слежения.

Для расчета дисперсии флуктуационной составляющей ошибки слежения можно воспользоваться частотным методом:

,

где S_э() = S_n()/K_Д­² – спектральная плотность мощности помехи n(t), пересчитанной на вход дискриминатора (спектральная плотность эквивалентной помехи),

– комплексный коэффициент передачи замкнутой следящей системы.

При слабой зависимости S_э() от частоты  в пределах полосы пропускания замкнутой следящей системы можно полагать , вынести ее из под интеграла и получить:

_х²  S_эF_э ,

,

– эквивалентная шумовая полоса линеаризованной следящей системы.

Вычисление интеграла можно произвести по формуле:

При этом подынтегральное выражение можно представить виде квадрата модуля дробно-рациональной функции:

Для N = 3:

Откуда получаем коэффициенты:

с₀ = К_П, с₁ = К_ПТ₁, с₂ = 0.

d₀ = К_П, d₁ = К_ПТ₁ + 1, d₂ = (T+Т₂), d₃ = TТ₂.

В результате получаем:

Эквивалентная спектральная плотность помех углового дискриминатора с каноническим сканированием:

,

где - отношение мощностей сигнала и помехи на выходе линейной части дискриминатора,

- нормированная крутизна диаграммы направленности антенны на равносигнальном направлении,

а – коэффициент, зависящий от формы частотной характеристики УПЧ, лежащий в пределах от 0,5 до 1.

Тогда

По условию СКО ошибки слежения не должно превышать 20% полуапертуры:

<0,2 - данное условие выполняется.

Заключение.

Расчёт петлевого коэффициента передачи выполнен исходя из трёх условий. По первому условию (динамическая ошибка в стационарном режиме не превышает 5% полуапертуры) значение коэффициента передачи не меньше 200, по второму условию – не меньше 206,155, по третьему условию (максимальное значение ошибки в переходном режиме при скачке скорости воздействия не превышает 50% полуапертуры) – не меньше 60,803. Учтя все эти условия, был выбран петлевой коэффициент передачи .

При использовании параллельной коррекции удалось подобрать постоянные времени так, что ЛАЧХ в районе частоты среза имеет наклон 20 дБ/дек и запас по фазе составляет около 62,2.

Все расчеты выполнялись в математическом пакете Mathcad 2001i Professional. Графики были построены в программе для лабораторной работы №3 по курсу «Радиоавтоматика». Их правильность была проверена в Mathcad 2001i Professional.

Курсовой проект можно считать выполненным, т.к. номинальное значение петлевого усиления и параметры сглаживающей цепи были рассчитаны и полученая система полностью удовлетворяет требованиям технического задания.