няется за время от 3 до 18 тактов. Поскольку тактовая частота - 2 мГц, длительность такта равна 0,5 мкс. Следовательно, операция умножения будет выполняться за время около 0,5 мс, а вычисление [п] займет около 1,5 мс.

Кроме микропроцессора К580ИК80 микропроцессорный модуль должен включать еще около 10 вспомогательных БИС, которые могут быть размещены на плате с площадью (34) 10 см.

Глава 8

АДАПТИВНЫЕ И КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ РАДИОАВТОМАТИКИ

§ 8.1, ПОНЯТИЕ ОБ АДАПТИВНЫХ И РОБАСТНЫХ СИСТЕМАХ

Адаптивные системы. Условия работы реальных систем радиоавтоматики часто таковы, что характеристики задающего и возмущающего воздействий либо известны недостоверно, либо существенно изменяются во времени. Некоторым случайным изменениям или разбросу могут быть подвержены также параметры самой системы. Прежде всего это относится к коэффициентам передачи дискриминаторов систем АСН, АСД и АПЧ, которые зависят от мощности принимаемого радиосигнала и особенностей построения системы АРУ. Поэтому качество работы системы радиоавтоматики, синтезированной в расчете на определенные условия функционирования, на практике может оказаться существенно ниже ожидаемого. Избежать этого позволяет построение адаптивных систем, параметры или даже структура которых при изменении внешних условий автоматически изменяются, поддерживая тем самым оптимальный.

Рис. 8.1

близкий к оптимальному или заданный режим работы.

Адаптивные системы с перестройкой только параметров называют самонастраивающимися, с перестройкой структуры-самоорганизующимися. Остановимся лишь на самонастраивающихся системах, как на более простых в реализации.

Самонастраивающиеся системы обычно строят по принципу наращивания, заключающемуся в том, что к основному следящему контуру добавляют устройство настройки его параметров. Упрощенная схема самонастраивающейся следящей системы показана на рис. 8.1. Кроме сигналов, поступающих с основного контура, в устройстве настройки может быть использована также дополнительная полезнал информация о ходе процесса управления, источники которой не обязательно являются устройствами, входящими в основной контур.

Из трех неотъемлемых элементов основного контура - дискриминатора, фильтра и исполнительного устройства - наиболее просто поддаются перестройке параметры управляющего фильтра. Поэтому выходные сигналы устройства настройки можно трактовать как тре-

буемые значения перестраиваемых параметров управляющего фильтра. При аналоговой реализации управляющего фильтра в виде электрических цепей перестройка осуществляется с использованием управляемых сопротивлений. При цифровой реализации следует предусмотреть возможность изменения значений коэффициентов соответствующего разностного уравнения. С целью упрощения системы иногда целесообразно плавную перестройку параметров заменить дискретной.

Более сложен вопрос о выборе закона функционирования устройства настройки и способа получения информации, необходимой для правильной настройки. В теории самонастраивающихся систем автоматического управления, активно развивающейся в последние десятилетия, разработано большое число методов решения этой задачи. Однако многие из них неприменимы к радиотехническим следящим системам по следующим причинам. Во-первых, ни задающее воздействие g(t), ни возмущающее воздействие v(t), ни ошибка управления e{t) в таких системах непосредственно не наблюдаются, т. е ни в одной точке системы нет сигнала, пропорционального g{t), u{t) или e{t). Наблюдаются лишь комбинации из этих процессов. Например, выходной сигнал дискриминатора пропорционален сумме ошибки и возмущающего воздействия. Во-вторых, из-за малой ширины линейной части статической характеристики дискриминатора нежелательна подача на вход системы каких-либо дополнительных пробных сигналов, которые могли бы быть использованы для контроля динамических свойств основного контура. В-третьих, существенные проблемы создает скоротечность процесса управления в радиосистемах, в результате чего жесткие требования предъявляются к быстродействию устройства настройки.

Перечисленные обстоятельства затрудняют широкое внедрение самонастройки и вообще адаптации в радиотехнические следящие системы (значительно большее распространение адаптация получила в радиолокационных обнаружителях). Пока оказывается оправданным использование лишь простейших и довольно грубых ее методов, реализация которых, как правило, не связана с текущим анализом качества управления.

Рассмотрим некоторые из таких методов самонастройки на примере системы АСН, основной контур которой синтезирован оптимальным образом как фильтр Винера при известных спектральных плотностях взаимно не коррелированных задающего и возмущающего воздействий

и имеет в разомкнутом состоянии передаточную функцию

(8-2)

где /Ci=p/a; т = + 2а-а) Ti;Tl=Ti. Здесь введен безразмерный коэффициент а = ]/N/{2DgTl).

Естественно, что оптимальные параметры системы зависят от ве-

личин Dg, Ti и N, характеризующих свойства задающего и возмущающего воздействий. Если эти свойства изменяются, то для сохранения оптимальности системы, т. е. для поддержания минимального значения среднего квадрата ошибки е, ее параметры должны перестраиваться. Далее показано, что при нестационарности лишь величин DgH N можно ограничиться относительно простым вариантом самонастройки по разомкнутому циклу за счет получения дополнительной информации из системы АСД. Если же нестационарна величина Т, то необходима более сложная самонастройка по замкнутому циклу.

Рис. 8.2

Самонастройка по разомкнутому циклу. Сначала выясним, как можно оценить фактический уровень спектральной плотности возмущающего воздействия Л. Первоисточником этого воздействия являются радиопомехи и шумы и, наложенные на радиосигнал сопровождаемой цели Ыц и попадающие в интервал времени, в течение которого приемник открыт поступающим из систем АСД стробирующим импульсом

I---------------1

.УПЧ

ШмеритЕпьН Рис. 8.3

и р. Если на интервалах времени, соизмеримых с длительностью стр о-бирующего импульса, помеху можно считать стационарной, то интенсивность помехи в стробе Ыстр совпадает с ее интенсивностью в соседнем интервале времени, выделяемьш некоторьш вспомогательным стробом UcTpi- Взаимное положение стробов upi и импульса цели, показано на рис. 8.2. Измерив интенсивность помехи в стробе Uerpi; и зиая функциональную связь этой интенсивности с уровнем спектральной плотности возмущающего воздействия приложенного ко входу системы АСН, можно вычислить величину N. Схема соответствующего устройства (рис. 8.3) содержит стробируемый VU4, детектор Д, фильтр нижних частот ФНЧ и функциональный преобразователь ФП.

Теперь выясним, каким образом можно оценить дисперсию угловой скорости объекта слежения Dg,т. е. дисперсию первой производной задающего воздействия системы АСН. Исходим из гипотезы о том что ее изменение вызвано изменением радиальной дальности объекта слежения г. Действительно, при одних и тех же путевой скорости и курсе объекта слежения угловая скорость линии визирования тем. больше, чем меньше дальность этого объекта. Дисперсию угловой скорости можно в первом приближении считать обратно пропорциональной,