Исполнительные устройства

В системах РА используются различные исполнительные устройства, предназначенные для регулирования электрических сигналов, в качестве исполнительных устройств в системах РА используются электронные приборы. Для управления механическими устройствами используются электрические двигатели постоянного или переменного тока.

Качество работы исполнительного устройства определяется его регулировочной характеристикой. Регулировочная характеристика (РХ) – это зависимость управляемого параметра исполнительного устройства от управляющего воздействия.

В системах АРУ устройством управления являются усилители с изменяемым коэффициентом усиления, а управляемым параметром – коэффициент усиления (рис. 4.8, а). В системах ФАПЧ исполнительным устройством – генератор, а управляемый параметр – частота генерации (рис. 4.8, б).

Рис. 4.8 - Регулировочные характеристики регулируемых усилителей (а)

и генераторов (б)

Аналитически РХ регулируемых усилителей и генераторов в пределах может быть представлена в виде [5]

, (4.13)

, (4.14)

где S_у – крутизна РХ, определяемая на середине линейного участка ( ).

Таким образом, основными параметрами РХ электронных приборов являются:

1) крутизна регулирования S_у;

2) диапазон управляющих воздействий ;

3) глубина регулирования q.

В регулируемых усилителях глубина регулирования оценивается отношением

,

а в перестраиваемых генераторах отношением

.

В системах управления антеннами РЛС используются электрические двигатели постоянного и переменного тока (рис. 4.9, а), электромагнитные порошковые муфты и другие устройства. При использовании двигателя постоянного тока, работающего на некоторую нагрузку (Н), на обмотку возбуждения подается постоянное напряжение с источника постоянного тока и на обмотку якоря (Я) подается управляющее напряжение с усилителя мощности. Напряжение на обмотке якоря является входным сигналом двигателя, а угол поворота якоря выходным сигналом двигателя. Зависимость частоты вращения якоря W двигателя от входного напряжения и называют регулировочной характеристикой (рис. 4.9).

б)

а)

Рис. 4.9 - Схема (а) и регулировочная характеристика (б)

электрического двигателя постоянного тока

Передаточная функция двигателя определяется следующим выражением:

, (4.15)

где j(p) – преобразование Лапласа для угла отклонения якоря; U(p) – преобразование Лапласа для отклонения напряжения на обмотке якоря от установившегося значения.

Коэффициент передачи k_дв и электромеханическая постоянная времени T_м двигателя определяются опытным путем. Для нахождения коэффициента передачи необходимо снять регулировочную характеристику, угол наклона касательной к которой, проведенной в точке, соответствующей установившемуся режиму работы двигателя, позволяет найти коэффициент передачи.

Для измерения электромеханической постоянной времени T_м необходимо снять осциллограмму изменения частоты вращения двигателя при скачкообразном изменении напряжения на обмотке якоря. Для этого нужно зарегистрировать напряжение с какого-либо датчика частоты вращения, механически соединенного с якорем двигателя. Время, в течение которого частота вращения двигателя изменится на значение, равное 0,63 от установившегося значения, равно электромеханической постоянной времени.

Передаточные функции электрических двигателей переменного тока также описываются выражением (4.15). Исполнительные устройства с электромагнитными муфтами рассмотрены в [6].