стоянии от основания ПФ находится вся контактная система. Датчик рассматриваемого типа строится так, чтобы при Др=0 контактная система устанавливалась на среднем сечении вала ПФ. При этом условии Ti - Tz. Если Др>0, то контактная система перемещается вниз, а при Др<0 - вверх. Это означает, что угловое отклонение ручки управления от нейтрального положения вызывает пропорциональное изменение разности Ti-Т2. Поэтому связь между Др и Ti-Т2, определяющая уравнение для такого датчика команд, имеет следующий вид:

Ку = Г, - Т2 = Кд.кДр. (27-63)

Здесь Хд.к - коэффициент передачи датчика команд.

Датчик, вырабатывающий сигналы в виде двух кратковременных замыканий контактов с интервалом 7 ь пропорциональным Др, за один период Т, схематически изображен на рис. 27-37, в. С вращающимся валом В связаны две щетки. Щетка Щ\ - неподвижная, а щетка Щ2 может перемещаться под действием ручки управления в направлениях, указанных стрелками.

Если ДР=0, то обе щетки размещаются под углом 180° и за время Т одного оборота вала коллектор К замыкается со щетками Щ\ и Щ2 через 0,5 Г. Прн Др>0 щетка Щ2 смещается против часовой, а при Др< <0 - по часовой стрелке относительно ее положения, соответствующего Др=0. Вследствие этого можно получить уравнение устройства формирования команд, совпадающее по форме с выражением (27-63). Если требуется уменьшить время Т, то вместо увеличения скорости вращения вала В можно выбрать большее количество неподвижных щеток, ограничив соответствующим образом диапазон перемещения подвижной щетки.

К коммутаторным датчикам относят также устройства, вырабатывающие видеоимпульсы, модулированные по ширине нли фазе (положению). Для получения подобных электрических сигналов возможно использование потенциометра, с которого снимается напряженке лостоянного тока, воздействующее на ждущий мультивибратор или заторможенный фантастрон. Запуск мультивибратора н фантастрона осуществляется от спепиального генератора периодически следующих видеоимпульсов. Помимо мультивибраторов и фантастронов, могут использоваться генераторы пилообразного напряжения с внешним запуском и схемы сравнения мгновенного напряжения пилы с напряжением, снимаемым с потенциометра. Последние типы датчиков являются по существу преобразователями напряжения во временной интервал.

Дискретные команды можно сформировать датчиками, принцип действия которых основан на преобразовании величины и знака угла в заданное число, определяемое в двоичной системе счисления.

27-7. КОМАНДНЫЕ РАДИОЛИНИИ УПРАВЛЕНИЯ

Функциональная схема и основные характеристики командной радиолинии управления

Функциональная схема командной радиолинии управления (КРУ) для одного канала представлена на рис. 27-38. Входным устройством КРУ является шифратор Ш. В нем формируются специальные напряжения (непрерывные или импульсные), которые называются поднесущими колебаниями, и осуществляется модуляция поднесущих колебаний сигналами, вырабатываемыми устройствами формирования команд. Помимо того, поднесущим колебаниям придаются такие качественные признаки, которые позволяют разделить команды по отдельным цепям (каналам) на приемной стороне и повысить помехоустойчивость КРУ. Параметры модуляции поднесущих колебаний отображают величину и знак передаваемых команд управления. Если КРУ одноканаль-ная, то на вход шифратора подаются передаваемые команды управления Ку только одного вида. В многоканальных КРУ, которые применяются в тех случаях, когда необходимо передавать команды различного назначения на одной несущей частоте и принимать их в одной точке пространства, число входов шифратора определяется количеством каналов КРУ-

Для выполнения необходимых задач шифраторы обычно содержат генераторы электрических колебаний, модуляторы, коммутаторы, суммирующие устройства и т. д. Выходные сигналы шифратора используются для модуляции несущей частоты передатчика ПРД. Шифратор и передатчик ПРД образуют передающую установку КРУ, размещаемую на пункте управления.

Необходимость применения синусоидальных или импульсных поднесущих колебаний в шифраторе обусловливается, как правило, многоканальностью КРУ или спецификой метода передачи команд в одноканальной КРУ.

На выходе радиоприемника ПРМ получаются напряжения, аналогичные тем, которые поступают на радиопередатчик. Эти сигналы подаются в дешифратор ДШР. В дешифраторе производится разделение по отдельным цепям команд различного назначения (для этого используются соответствующие качественные признаки поднесущих колебаний) и преобразование напряжений, получающихся после демодуляции, в сигналы, удобные для подачи в исполнительное устройство управляемого объекта. Помимо того, дешифратор отделяет полезные сигналы от помех, используя те дополнительные качественные признаки, которые были сформированы в шифраторе.

В одноканальной КРУ на выходе дешифратора формируются команды только одного вида, а число видов команд, вырабатываемых дешифратором многоканальной

КРУ, определяется количеством ее каналов. Дешифратор обычно содержит фильтры, демодуляторы, коммутаторы, декодирующие устройства и т. д.

Радиоприемник и дешифратор составляют приемную установку КРУ, размещаемую на управляемом объекте

Выходные сигналы (команды) командной радиолинии управления наиболее часто должны представлять собой напряжения постоянного тока (непрерывные команды) и импульсы (разовые команды).

Для передачи знакопостоянных непрерывных команд используются те же методы и устройства, что и в технике радиотелеметрии. Поэтому в последующем рассматриваются только КРУ, предназначенные для передачи разовых и знакопеременных непрерывных команд.

Передача знакопеременной команды Ку обычно осуществляется с помощью двух поднесущих колебаний. Одно из этих колебаний или одновременно оба модулируются передаваемой командой.

Если команда Ку воздействует на оба поднесущих колебания, то модулятор шифратора строится так, чтобы приращение модулируемого параметра у одного поднесущего колебания увеличивалось, а у другого - уменьшалось.

Благодаря использованию двух поднесущих колебаний для передачи команды одного канала управления достигается высокая стабильность нуля амплитудной характеристики КРУ, под которой здесь и в последующем понимается зависимость выходной команды К от Ку в установившемся режиме.

Вместе с тем могут быть созданы КРУ, в которых командой модулируется только одно поднесущее колебание. Знак команды в таких КРУ определяется путем образования разности сигнала на выходе КРУ, полученного из поднесущего колебания, и эталонного напряжения (тока) сравнения, создаваемого специальным источником на управляемом объекте. Однако КРУ, построенные по такому принципу, хотя технически и просты, но- не могут с достаточной стабильностью передавать нулевые команды и менее помехоустойчивы.

Для передачи непрерывных команд в шифраторах КРУ могут использоваться различные виды модуляции синусоидальных или импульсных поднесущих колебаний командами, поступающими с УФК- Известными, в частности, являются КРУ с широт-во-импульсной, фазово-импульсной, счетно-импульсной и кодово-импульсной модуляциями [Л. 1, 2]. В каждом конкретном случае выбор вида модуляции должен производиться исходя из тех требований, которым должна удовлетворять разрабатываемая аппаратура. При этом нужно учитывать допустимые габариты, gee, стоимость, заданную точность передачи команд, необходимую по-

мехоустойчивость и т. д. Передача разовых команд осуществляется с помощью кодовых групп видеоимпульсов или импульсов синусоидальных колебаний.

Передатчик КРУ может формировать как непрерывные, так и импульсные сигналы.

Несущие, вырабатываемые передатчиком, модулируются сигналами шифратора по амплитуде или частоте.

Рис. 27-38. Функциональная схема командной радиолинии управления.

Рис. 27-39. Амплитудные характеристики командных радиолиний управления.

Чтобы разделить команды различного назначения по отдельным цепям (каналам) на приемной стороне, как и в многоканальных системах радиотелефонной связи и радиотелеметрии, используются принципы частотной, временной и кодовой селекции.

Командная радиолиния управления, предназначенная для передачи знакопеременных непрерывных команд, является одним из звеньев (радиозвеньев) системы регулирования и характеризуется соответствующими уравнениями, связывающими входные и выходные сигналы КРУ. При рассмотрении характеристик многоканальной КРУ как звена системы регулирования необходимо иметь в виду, что КРУ является устройством с несколькими входами и выходами.

Однако обычно аппаратура КРУ, применяемая для передачи команд различного назначения, может быть разделена на ряд (по числу каналов) идентичных и независимо работающих частей.

В большинстве случаев, когда Ку и К представляют собой знакопеременные непрерывные функции времени, амплитудная характеристика КРУ имеет вид, приведенный на рис. 27-39, а. Обычно кривая K=f(Ky) является симметричной относительно осей КиКу.

Величина

А кру =

dK dKy

Ку=о

(27-64)

называется коэффициентом передачи (усиления) КРУ- Этот коэффициент может быть как размерным, так и безразмерным. Наиболее часто КРУ строится так, чтобы ее амплитудная характеристика была не только симметричной, но и линейной в заданных пределах.

Если с помощью КРУ передаются квантованные по уровню команды, то примерный вид амплитудной характеристики может быть представлен так, как это показано на рис. 27-39,6 . Коэффициент передачи КРУ этого типа может быть определен по формуле (27-64), если полагать, что зависимость K=f(Ky) характеризуется кривой, проходящей через середины ступенек.

Как будет видно из дальнейшего, на выходе КРУ обычно устанавливаются фильтры. Их полоса пропускания может оказаться соизмеримой с шириной спектра частот, содержащихся в передаваемой команде. В этих случаях нельзя полагать, что преобразование Ку в К осуществляется безынерционным устройством.

При учете инерционности КРУ с линейной амплитудной характеристикой передаточную функцию КРУ, определяющую зависимость К от Ку, часто можно представить в следующем виде:

Ккру

кру (D) =

TKPyD + 1

у- постоянная времени КРУ (выходных фильтров дешифратора). При сравнительных оценках различных типов КРУ удобно иметь дело не с командами К, а с безразмерным коэффициентом Кк, определяемым соотношением

Кк =

где К-текущее значение выходной

команды КРУ; Кмакс- максимальная величина К.

Величину Кк, которая, по существу, характеризует обобщенный коэффициент модуляции, принято называть коэффициентом команды или относительной командой. В КРУ с симметричной амплитудной характеристикой коэффициент Кк изменяется в пределах ±1. Понятие коэффициент команды может быть распространено не только на выходную команду КРУ, но и на сигналы, образующиеся в различных точках шифратора и дешифратора, включая и вход КРУ.

Так как КРУ-это одна из составных частей системы управления, относящейся к замкнутой системе автоматического или полуавтоматического регулирования, то прн рассмотрении шифраторов и дешифраторов будем также исходить из того, что они являются динамическими звеньями. При этом необходимо помнить, что передаточные фун-

кции шифраторов и дешифраторов оказывают непосредственное влияние на качество работы системы радиоуправления.

Шифраторы и дешифраторы КРУ с широтио-импульсной модуляцией синусоидальных поднесущих колебаний

В одноканальной КРУ с широтно-им-пульсной модуляцией синусоидальных поднесущих колебаний nt и иП2 в зависимости от величины передаваемой команды изменяются длительности Tt и Г2 действия колебаний Ип1 и П2 (рис. 27-40, а, 6), передаваемых периодически. При этом с увеличением

W\1AA

Рис. 27-40. Временные диаграммы напряжений в шифраторе КРУ с широтно-импульсиой модуляцией

Ку значение Т4 возрастает, а Т2 уменьшается, но так, что сумма Г1 + Г2 остается постоянной и равной периоду повторения Т напряжений uni и иП2. Для того чтобы на приемной стороне можно было разделить поднесущие, они должны иметь разные частоты fni И fn2-

Величина команды Кш на выходе шифратора таких КРУ определяется разностью Ti и Г2, т. е.

Кш === Т\ - Г2 = Кп.шКу,

где Кп.ш-коэффициент передачи шифратора, характеризующий величину Кш при единичном значении Ку.

Поскольку максимальное значение команды на выходе шифратора равно Г, то для коэффициента команды шифратора находим:

Гх-Г.

Ак.Ш - j,

В результате суммирования поднесущих Mm и иг, промодулированных командами, получается суммарный сигнал (рис.

27-40, в), который подается в радиопередатчик КРУ для модуляции несуших колебаний.

Рассмотренный способ модуляции поднесущих иногда называется временным ме-