Устройство для измерения временных интервалов

Устройство для измерения временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в бортовых устройствах для измерения временных интервалов между радиоимпульсами в радиолокационной и радионавигационной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения. Устройство содержит приемник 1 радиосигналов, блок 14 грубого отсчета, блок 2 точного отсчета, сглаживающий фильтр 8, блок 9 формирования уточненного значения временного интервала, блок 5 формирования счислимой разности фаз, схему 6 сравнения измеренной и счислимой разности фаз. В устройство введены схема 10 сравнения уточненного и грубого временных интервалов, блок 11 формирования управляющего сигнала, блоки 7, 12 коммутации, блок 13 интегрирования сигнала коррекции, блок 3 коррекции измеренной разности фаз. Блок 14 грубого отсчета состоит из датчика 15 курса, датчика 16 скорости, вычислителя 17 координат, преобразователя 18 координат. Введение новых блоков и возникновение новых связей ведет к достижению цели изобретения. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4721066/21 (22) 05.06.89 (46) 30.08.91, Бюл. 1Ф 32 (72) И.Б.Бедрин, В.Е.Каменский, А.П.Маковецкий и B.M.Ðûæîâ (53) 621.396.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 817664, кл. G 04 F 10/06, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использовано в бортовых устройствах для измерения временных интервалов между радиоимпульсами в радиолокационной и радионавигационной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения. Устройство содержит приемник 1 радиосигналов, блок 14

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в бортовых устройствах для измерения временных интервалов между радиоимпульсами в радиолокационной и радионавигационной технике, в частности в импульсно-фазовых и фазовых разностнодальномерных радионавигационных систе; мах (РНС).

Цель изобретения — повышение точности измерений временных интервалов путем формирования и запоминания сигнала компенсации систематической погрешно- сти, обусловленной условиями распространения радисволн.

На фиг.1 изображена блок-схема предложенного устройства для измерения временных интервалов; на фиг.2 — блок-схема

„,!Ы,, 1674030 А1 (н)э 6 01 Я 3/10, G 04 F 10/06 грубого отсчета. блок 2 точного отсчета, сглаживающий фильтр 8, блок 9 формирования уточненного значения временного интервала, блок 5 формирования счислимой разности фаз, схему 6 сравнения измеренной и счислимой разности фаз. В устройство введены схема 10 сравнения уточненного и грубого временных интервалов, блок 11 формирования управляющего сигнала, блоки 7, 12 коммутации, блок 13 интегрирования сигнала коррекции, блок 3 коррекции измеренной разности фаз. Блок 14 грубого отсчета состоит иэ датчика 15 курса, датчика 16 скорости, вычислителя 17 координат, преобразователя 18 координат. Введение новых блоков и возникновение новых связей ведет к достижению цели изобретения. 6 ил. формирования счислимой разности фаэ; на фиг.3 — блок-схема блока формирования уточненного значения временного интервала, на фиг.4 — блок-схема вычислителя координат; на фиг.5 — блок-схема преобразователя координат; на фиг.6 — временные диаграммы сигналов в различных точках блок-схемы предложенного устройства.

Устройство(фиг.1) содержит приемник 1 радиоимпульсных сигналов наземных станций радионавигационной системы, блок 2 точного отсчета; блок 3 коррекции измеренной разности фаз, вычислитель 4 поправки, состоящий из блока 5 формирования счислимой разности фаз, схемы 6 сравнения иэмеренной и счислимой разности фаз. первый блок 7 коммутации, сглаживающий фильтр 8, блок 9 формирования уточненного

1674030 значения временного интервала., схему 10 сравнения уточненного и грубого времен-ных интервалов, блок 11 формирования упра?)ляющего сигнала„второй блок 12 коммутации, блок 13 интегрирования сигнала коррекции, блок 14 грубого отсчета, состоящий из датчика 15 курса, датчика 16 скорости, вычислителя 17 координат и г реОбразователя 18 координат,. При этом последовательно соединены первый блок 7 коммутации, сГлаживающ!9й фильтр 8, блОк

9 формирования уточненноГО эна:(ения вре: менного интервала, блок 5 формирования счислимай разности фаз и схема 6 сравнения измеренной и счислимой разности фаз.

Соединены последовагельно также второй алак 12 каммутаци?9, блок 13 ин1еГри!)ава ния сигнала коррекции и 61ОК 3 коррекц?ли . измеренной разности фаз, второй вход которого через блок 2 гаччого отсчета подключен к выходу прием;-.:?9ка 1 радиаимпульсных сигналов наземных станций радионавигационной системы, а выход подключен ка второму входу схемы 6 сравнения измеренной и счислимай разнос-Ги фаэ, выход которой соединен с первыми входами блоков 7 и 12 коммутации. Второй в>:or, блока 7 коммутации падключе!-:

10 !5

ЗО

49

55 и шестым входами блска 14 грубого отсчета являются входами для ручного ввода первой (ХБ) и второй (Yl-,) прямоугольных координат ведомой наземной станции. Выход преобразователя 18 координат, являющийся выходом блока 14 грубого отсчета подключен кс второму входу блока 9 формирования уточненного значения временного интервала и ко второму входу схемы сравнения уточненного и грубого временных интервалов.

Приемник 1 представляет собой типовое радиоприемное устройство приемоиндикаторной аппаратуры импульсно-фазовой РНС "Лоран-С", осуществляющий прием радиоимпульсных сигналов, излучаемых наземными ведущей и ведомой станциями РНС, прямоугольное координаты местопало>кения которых (ХА, У<, ХБ, YJ) известны, Блок? точного отсчета представляет собой типовое устройство автоматического сопровождения разностей фаз «lринятых радиоимпульсов наземных ведомой и ведущей передающи:< станций, входящее в состав приемсиндикаторной аппаратуры

"Лоран-С, Блок 3 коррекции представляет собой решающую схему вычисления уточненного значения измеренной разности фаэ рр в виде напряжения переменнага тока в соответствии с зависимостью я = Ь+ e- . (1) где Л !),<>я — сигнал коррекции измеренной разности фаз.

Блок 5 формирования счислимой разности фаз (фиг,2) coäåp>?:èò преобразователь

19 напря>кения, пропорционального счислимому временному интервалу в угол поворота, механический редуктор 20, преобразс ватель 21 угла поворота, пропорциональнага числу периодов несущей частоты в счислимом временном интервале, в напряжение, пропорциональное счислимой разности фаэ. Блок 5 реализует зависимость

e =(— T,)) (2) где 1* — угочненнае значение временного интервала, TJ> — период несущей частоты радиоимПУЛЬСОВ.Преабраэователь 19 представляет собой алектромехани еское устройство преобразования напряжения в угол поворота, использующее в своем составе усилитель

neper eHHoro така частоты 400 Гц, асинхронный электродвигатель-генератор ДГ-0,5ТА, механичес<ий редуктор СЦ 4. 220, 336, л;;нейный многооборотный прецизион??ый! потенциометр !!"!МЛ, Меха?<ический редуктор

1674030

20 типа ОЦ4.220.366. Преобразователь 21 представляет собой линейный однооборотный прецизионный потенциометр типа ПЛ1. Вход преобразователя 19 является входом блока 5 и подключен к выходу блока

9, вход редуктора 20 механически подключен к выходу преобразователя 19, а выход подключен ко входу преобразователя 21.

Выход преобразователя 21 является выходом блока 5.

Схема 6 сравнения измеренной и счислимой разности фаэ представляет собой решающую схему формирования разности напряжений сигналов я,(t) и уЪ(т) в момент времени t.

Блок 7 коммутации представляет собой электромеханическое реле типа Р3С-15 и моделирует в виде напряжения переменного тока функциональную зависимость

Ар при Оупр=0пит, Ъых

At при 0упр0, (3) где Лф — значение поправки к счислимому значению разности фаз а а, Ьt— - значение поправки к счислимому значению временного интервала trp;

Ь Ъых — выходной сигнал блока коммутации;

0упр- напряжение управления,.подаваемое на третий вход блока 7 коммутации;

Оппт — напряжение источника питания (не показан).

Сглаживающий фильтр 8 представляет собой фильтр нижних частот, реализованный на R, С элементах и имеющий передаточную функцию

1 кф (р) тг4т где Тф — постоянная времени сглаживающего фильтра;

P — оператор преобразования Лапласа. блок 9 формирования уточненного значения временного интервала представляет собой решающую схему формирования уточненного значения временного интервала t*, Блок 9 формирования уточненного значения временного интервала (фиг.3) содержит блок 22 формирования вспомогательных сигналов рассогласования, блок 23.1 формирования первого сигнала управления коммутатором, блок 23.2 формирования второго сигнала управления коммутатором, коммутатор 24, блок 25 отработки сигнала рассогласования, преобразователь 26 напряжения, пропорционального грубому временному интервалу, в угол поворота, блок 27 уточненного временного интервала, преобразователь 28 угла поворота, пропорционального уточненному временному интервалу, в напряжение. При этом вход блока 22, являющийся первым входом блока 9, соединен с выходом сглэжиеающе5 ro фильтра 8. Первый выход блока 22 формирования вспомогательных сигналов рассогласования подключен ко входам блоков 23.1, 23.2 формирования сигналов управления коммутатором и к первому входу

10 ксммутатора 24. Второй и третий выходы блока 22 формирования вспомогательных сигналов рассогласования подключены соответственно к второму и третьему входам кс ммутатора 24. Выход блока 23.1 форм и ро-.

15 вания пеового сигнала управления коммутатором подключен к четвертому входу коммутатора 24, выход блока 23.2 формирования второго сигнала управления коммутатором подключен к пятому входу

20 коммутатора 24. Выход коммутатора 24 подключен к входу блока 25 отработки сигнала рассогласования. Первый вход блока 27 уточнения временного интерьала подключен к выходу преобразователя 26 напряже25 ния, пропорционального грубому временному интервалу, в угол поворота, вход которого, являющийся вторым входом, блока 9 соединен с выходом преобразователя 18 координат, Выход блока 25 подключен

30 ко второму входу блока 27 уточнения временного интервала. Выход блока 27 уточнения временного интервала подключен к входу преобразователя 28 угла поворота, . пропорционального уточненному еремен35 ному интервалу, в напряжение, выход которого, являющийся выходом блока 9, соединен с выходом блока 5 формирования счислимой разности фаз и с первым входом схемы 10 сравнения уточненного и грубого

40 временных интервалов.

Блок 22 формирования вспомогательных сигналов рассогласования блока 9 представляет собой электромеханическое устройство. моделирующее в виде напряже45 ния переменного тока функциональные зависимости

Apt = Ap*;

Apj =Ay*+1; (5)

50 A =Ay — 1.

Блок 22 использует в своем составе усилитель переменного тока частоты 400 Гц, асинхронный электродвигатель — генератор

ДГ-0,5ТА, механический редуктор

0Ц4.220.336, линейный многооборотный прецизионный потенциометр ППМЛ;

Блоки 23.1, 23.2 формирования первого и второго сигналов управления ксммутато1674030

50 ром представляют собой электронные устройства усиления сигнала рассогласования.

Блок 23,1 моделирует в виде напряжения переменного тока функциональную зависимость

Оукр.1 = Kyc.1 Apl llpN Лф1 N О, О при Л р1 «О, (6) где Кус.1 — коэ фициент усиления усилителя блока 22. Блок 23.2 моделирует функциональную зависимость

Оупр.2 ) 0 п)эи АР» О Р1 (Кус.z Лр1 при Лр1 «О где Кус.2 — коэффициент усиления усилителя блока 23.2.

Коммутатор 24 представляет собой электромеханическое реле типа РЭС-15 и моделирует функциональную зависимость

Лу1 при Uynp.t

)fc

Л Лу при О .1 Upop A Uyppp < U ppp

Л(ф при Uynp.) <Опар и Оупр.2 Опор (8) где Unpp — величина порогового напряжения.

Блок 25 отработки сигнала рассогласования представляет собой злектромеханическое исполнительное устройство усиления, отработки и интегрирования сигнала рассогласования Лр«><, реализованное с помощью электронного усилителя, асинхронного электродвигателя-генератора ДГ-0,5ТА, механического редуктора

ОЦ4.220.366 и моделирующее в виде угла поворота функциональную зависимость

Л1 (t) = AP*(e) Тр ==

=- Tp Х K(t — )Лу ((r)d г, (9) где К(т) — импульсная переходная функция блока 25 отработки, соответствующая передаточной функции электродвигателя I

К,. (p) — p —, + -„, (10)

Тд — постоянная времени электродвигателя, Тр — период несущей частоты радиоимпульсов, Преобразователь 26 представляет собой электромеханическое устройство преобразования напряжения в угол поворота использующее в своем составе усилитель переменного тока частоты 400 Гц, асинхронный электродвигатель — генератор ДГ0,5ТА, механический редуктор ОЦ4,220.366, линейный многооборотный прецизионный потенциометр ППМЛ. Блок 27 уточнения временного интервала представляет собой механический дифференциал типа

ОЦ4.223.131. Преобразователь 28 представляет собой линейный многооборотный прецизионный потенциометр ППМЛ.

Схема 10 ;равнения уточненного и грубого временных интервалов выполнена в виде схемы вычитания на резисторах типа

МЛТ и представляет собой решающую схему- формирования разности уточненного временного интервала и грубого временного интервала в соответствии с функциональной зависимостью й(с)=х*(т)-астр(т), (11) где t* — уточненный временной интервал, поступающий с выхода блока 9 формирования уточненного значения временного интервала; т р — грубый временной интервал, поступающий с выхода блока 14 грубого отсчета.

Моделирование функциональной зависимости (11).производится с помощью резисторов типа МЛТ.

Блок 11 формирования управляющего сигнала представляет собой электронное реле времени и обеспечивает формирование управляющего сигнала в виде напряжения постоянного тока и выдачу его в течение фиксированного длительности интервала

Тер времени после запуска оператором его работы(например, путем кратковременного замыкания кнопки) в соответствии с зависимостью

Uynp (т) ) Опит 4pè т — -Трв

0 приt > Трк, (12) где Uynp — выходное напряжение блока 11 (реле времени);

Опит — напряжение источника питания (не показан);

Тр — фиксированный интервал времени срабатывания реле времени после замыкания оператором кнопки управления (сигнал запуска);

t — текущий момент времени после замыкания оператором кнопки управления.

Блок 12 коммутации представляет собой электрическое реле типа Р3С-15 и моделирует функциональную зависимость

Л ъых Лу при Оупр=Опит, 0 при Оупр=О, (13) где Лр — текущее значение поправки к счислимому значению разности фаз .

ЛфЪых — выходной сигнал блока коммутации;

Оупр — напряжение управления, подаваемое оператором на второй вход блока 12 коммутации при работе устройства на точке с известными координатами Хист, У«е.

Оп т — напряжение источника питания.

1674030

5

35

Блок 13 интегрирования сигнала коррекции представляет собой электромеханическое устройство усиления, отработки и интегрирования сигнала рассогласования

Ьу >цх, реализованное с помощью электронного усилителя, асинхронного электродвигателя-генератора ДГ-0,5ТА,, механического редуктора ОЦ4.220,366, линейного многооборотного прецизионного потенциометра

ППМЛ и моделирующее в виде напряжения переменного тока функциональную зависимость

Луидор() = К 1 К {т т) уЪых (т} б, (14) с где Кп — коэффициент передачи блока 13;

K(t) — весовая функция фильтра, пред.ставляющего собой инерционный элемент с передаточной функцией

1 р p+1

Тд — постоянная времени инерционного звена (электродвигателя);

Р— оператор и реобразования Лапласа.

Датчик 15 курса блока 14 представляет собой гиромагнитный датчик типа ТКС-П.

Датчик 16 скорости блока 14 представляет датчик воздушных сигналов типа ДВС.

Вычислитель 17 координат блока 14 представляет собой решающую схему вычисления прямоугольных координат Х(т), У(т) текущего местоположения по данным датчика курса a () и датчика скорости W(<) в виде угла поворота и вводимым оператором начальным координатам Х0, У0 в виде угла поворота. Вычислитель 17 координат(фиг.4) содержит блок 29 отработки курса, синуснокосинусный потенциометр 30, интегрирую-. щий двигатель 31 по первой составляющей скорости Wx, индикатор 32 первой прямоугольной координаты, интегрирующий двигатель 33 второй составляющей скорости

Wy, индикатор 34 второй прямоугольной координаты. При этом вход блока 29 является первым входом вычислителя 17 и предназначен для ввода текущего значения курса

a(t}. Первый вход синусно-косинусного потенциометра 30 подключен к выходу блока

29. Второй вход синусно-косинусного потенциометра 30 является вторым входом вычислителя 17 и подключен к выходу датчика 16 скорости, К первому выходу потекциометра 30 последовательно подключены интегрирующий двигатель 31 и индикатор

32. Второй вход индикатора 32 является входом для ручного ввода первой начальной координаты Х0. Выход индикатора 32 является первым выходом вычислителя 17. Ко второму выходу потенциометра 30 подключены последовательно соединенные интегрирующий двигатель 33 и индикатор 34.

Второй вход индикатора 34 предназначен для ручного ввода второй начальной координаты У0. Выход индикатора 34 является вторым выходом вычислителя 17.

Блок 29 отработки курса представляет собой электромеханическое устройство, предназначенное для дистанционной сельсинной передачи курса потребителю, содержащее сельсин-приемник типа 573К и электродвигатель типа ДИД-0,5ТА, Блок 29 осуществляют отработку курса а (tj, поступэ;-ощего от датчика 15 курса.

Синусно-косинусный потенциометр 30. используется, например, в аналоговом навигационном устройстве АНУ-I и обеспечивает формирование составляющих скорости

Wx. Wy изменения прямоугольных координат по осям системы координат Х, Y в соответствии с зависимостями

ЧЧх=Wcoзa;

Му=Аз! и а, Интегрирующие двигатели 31 и 33 представляют собой асинхронные электродвигатели-генераторы ДГ-0,5ТА с механическими редукторами ОЦ4.220,366.

Индикаторы 32, 34 представляют собой механические дифференциалы ОЦ4.223.131 и механические счетчики типа отсчетного десятичного счетчика СОД-25-3

ОЦ2.780.226-02, обеспечивающие суммирование начальных прямоугольных координат

Х0, У0 и приращений прямоугольных координат ЛХ = Р4 т, ЛУ = Wó.т (где с— время работы устройства с момента ввода оператором начальных прямоугольных координат Х, Yo ) и индикацию начальных и текущих значений прямоугольных координат в процессе работы устройства.

Преобразователь 18 координат (фиг.5) содержит блок 35 отработки дальности до ведущей станции, блок 36 отработки дальности до ведомой станции, блок 37 вычитания дальностей, преобразователь 38 угла поворота, пропорционального разности дальностей до наземных станций в напряжение.

В преобразователе 18 блок 35 отработки дальности до ведущей станции содержит блок 39 вычисления дальности до ведущей станции и следящую систему 40 ввода дальности до ведущей станции. Блок 36 отработки дальности до ведомой станции содержит блок 41 вычисления дальности до ведущей станции и следящую систему 42 ввода дальности до ведомой станции. При этом соединенные между собой первые входы блоков 39, 41 по первой прямоугольной координате (Х). являющиеся первым входом преобразователя 18 координат. соединены механическис первым выходом вычисли1674030

; (7(-)::Уд)-, (15) "А (t) ==

Где Хд, VA — прямоугольные координаты Ведущей станции; гд(т) — дальность от с ьислимой точки с координатами Х(ц, Y(t) до ведущей станции, и вычисления сигнала рассогласования межцу величиной гд и значением r3,, постутеля 17 координат. Соединенные между собой вторые входы блоков 39, 41 по второй прямоугольной координате (Y), являющиеся вторым входом преобразовйтеля 18 координат, соединены мех а ничес 1(и сО Вторым Вы" ходом вычислителя 17 координат. Выходы блоков 39, 41 электрически подключены к следящим системам соответственно 40, 42, Третий вход блока 39 являстся третьим входом преобразователя 18 координат по ручному вводу первой прямоугольной координаты (Хд) ВедущеЙ с анции. Четвер тый вход блока 39 является четвертым в;(о дом преобразователя 18 координат по ручному вводу второй и эямоугольной координаты (УА) ведущей с1аь ции, Третий Вход блока 41 является пятым входом преобразователя 18 координат по ручному вводу первой прямоугольной косрдинаты (Xb) ведомой станции. Четвертый Вход блока 41 является шестым в (одом преобразователя

18 координат по ручном вводу второй прямоугольной координаты (YL>I ведомой станции. Пятый вход блс ка 39 по сигналу дальности до ведущей станции механически подключен к выходу следящей системы 40, являющемуся выходом блока 35 отработки дальности до ведущей станции. Пятый вход блока 41 по сигналу дальности до ведомой станции механически подключен к выходу следящей системы 42, являющемуся выходом блока 36 отработки дальности до Ведомой станции, Первый вход блока 37 вычитания дальности подклк чен механически K Выходу блока 35 ОтраоотR.И p lbHooré до ведущей станции, второй в.:;од подключен к выходу блока 36 отработки дальности

ДО Ведомой станции, а выход ме (анически подключен ко входу г.реобразователя 38 угла поворота; пропорционального разности дальностей до наземных станций, напряжение, Выход преобразова1-еля 38 является выходом преобразователя 18 координат по сигналу счислимого временного интервала.

Блок 39 вычисления дальности до ведущей станции преобразователя 18 представляет собой решающую схему вычисления ,цальности со счислимой точки до ведущей станции в соответствии с зависимостью гБ (t) = ф,(17) 25

35 выходного сигнала в виде угла поворота.

40. Блок 37 вычитания дальностей представляет собой механический дифференци45

55 лающим с выхода следящей системы 40 в соответствии с зависимостью л гд=кд(гд-rL ), (16) где KA — коэффициент передачи следящей системы.

Следящая система 40 ввода,цальности до ведущей станции представляет собой электромеханическое исполнительное устройствоусиления,отработки и интегрирования сигнала рассогласования Лгд, формируемого в блоке 39, и формирования выходного сигнала в виде угла поворота.Блок 41 вычисления дальности до ведомой станции представляет собой решающую схему вычисления дальности со счислимой точки до ведомой станции в соответствии с зависимостью

Xb, YI-, — прямоугольные координаты ведомой станции;

rp(t) — дальность от счислимой точки с координатами до ведомой станции, и вычисления сигнала рассогласования между величиной rI-, и значением rbt, поступающим с выхода следящей системы 42 в соответствии с зависимостью

orb=-Kl-,(rl-,-г ), (18) где Кь — коэффициент передачи следящей системы.

Следящая система 42 Ввода дальности до ведомой станции представляет собой электромеханическое исполнительное устройство усиления, отработки и интегрирования сигнала рассогласования Лгв, формируемого в блоке 41 и формирования ал и обеспечивает формирование в виде угла поворота счислимой гиперболической координаты в соответствии с зависимостью

2a(t)= гг{ )-rA(t) . (19)

Преобразователь 38 угла поворота, пропорционального счислимому временному интервалу, в напряжение осуществляет преобразование счислимой гиперболической координаты 2а в счислимый временной интервал 4р в соотВетствии с заВисимостью сгр =- — 2 а, 1 (20) (где C — скорость распространения радиоволн) с помощью механического редуктора, имеющего коэффициент передачи, равный

1/С, и затем преобразование угла говорота в напряжение с помощью линейного много13

1674030

10

30

55 оборотного прецизионного потенциометра типа ППМЛ.

Построение блоков 39. 41 преобразователя 18 определяется их функциями в соответствии с зависимостями (15). (17).

Для моделирования параметров и функциональных зависимостей в преобразователе 18 координат используются следующие элементы: в блоках 3S, 41 — механические редукторы ОЦ4.220.366, механические дифференциалы ОЦ4.223,131, линейные многооборотные потенциометры ППМЛ, функциональные многооборотные прециэионные потенциометры ППМФ; в блоках 40, 42 — усилители переменного тока частоты 400 Гц, асинхронные электродвигатели-генераторы ДГ-0,5ТА, механический редуктор для усиления, отработки и интегрирования сигналов рассогласования; . в блоке 37 — механический дифференциал ОЦ4.223.131; в блоке 38 — механический редуктор

ОЦ4,220.366, многооборотный линейный прецизионный потенциометр ППМЛ.

Устройство работает следующим образом.

Радиоимпульсы наземных ведомой и ведущей передающих станций РНС; прямоугольные координаты местоположения которых (ХА, УА, Хь, Уь) известны, поступают на вход приемника 1 (фиг.1), усиливаются, фильтруются в полосе пропускания приемника и передаются далее в блок 2 точного отсчета. В блоке 2 с помощью следящих систем производится измерение разности фа р высокочастотных колебаний принятых радиоимпульсов ведомой и ведущей наземных передающих станций. При изменениях разности фаз pp (т) в блоке 2 возможно появление систематических погрешностей h,pc cd, обусловленных условиями распространения радиоволн с неточностью поддержания кодовых задержек излучения сигналов ведомыми станциями, и случайных погрешностей Лф фд(т) за счет воздействия флюктуационных помех на входе приемника 1. С учетом этих погрешностей измеренную с помощью блока

2 разность фаз можно представить в следующем виде

A(т} =дъ(t}+hP«c +hPe (т} (21) где (t} — истинное значение разности фаз в момент времени t;

Ь у «т — систематическая составляющая погрешность измерений разности фаз, вызванная условиями распространения радиоволн или неточным поддержанием кодовых задержек излучения сигналов ведомыми станциями;

Лу)фл — случайная составляющая погрешности измерений разности фаз в момоент времени t, вызванная воздействием флюктуационных помех на входе приемника. Временные диаграммы погрешностей

А «> и Л ф изображены на графике 43 (фиг.6).

Измеренная разность фаз д, поступает на второй сигнальный вход блока 3 коррекции измеренчой разности фаз в виде напряжения и (22)

На первый (корректирующий) вход блока 3 коррекции измеренной разности фаэ поступает сигнал коррекции А к<> в виде нгпря: жения

U2 торхор (23

В блоке 3 измеренная разность фаз рр корректируется на величину сигнала коррекции Лу 0р в соответствии с зависимостью (1). Уточненное значение измеренной разности фаз д* в виде напряжения

Uç=- фр (24) поступает с выхода блока 3 на второй вход ° схемы 6 сравнения измеренной и счислимой разностей фаз.

Одновременно с измерением в блоке 2 разности фаз рр реально принимаемых радиоимпульсов ведомой и ведущей наземных передающих станций в блоке 5 вычислителя

4 поправки производится формирование счислимой разности фаз ф этих радиоимпульсов путем моделирования функциональной зависимости (2). Временная диаграмма погрешности сцъ, обусловленной -погрешностями датчика 15 курса и датчика 16 скорости, участвующими в формировании счислимой разности фаз уЪ, изображена на графике 44 фиг.6. Счислимая разность фаз уЪ в виде напряжения

U4= ъ (25) поступает на первый вход схемы 6 сравнения измеренной и счислимой разностей фаз.

Сигнал рассогласования

h.p (t} = p, (т} - g, (t}, формируемый в схеме 6 сравнения измеренной и счислимой разности фаз с выхода схемы б в виде напряжения

U5== (25) поступает на первый вход первого блока 7 коммутации и затем на входсглаживающего фильтра 8. Временная диаграмма сигнала рассогласования Ьр изображена на графике 45 фиг.6. Сигнал рассогласования

Ар, как показано на графике 45 фиг.6, мо15

1674030

>кет содержать систематическую составля>с щую Apcs cx = — Apcxcx, медленно меняю1 щуюся составля5ощу>о A+ и быстро меняющу5ося (флюктуационную) составля1с щую A<5i>)А = — Лффл, I

11оздейстиием флюктуационных помех на результаты измерений разности фаз ор в блоке 2 точного Отсчета.

Сглаживающий фильтр 8 формирует ус1 8дненное значение сигнала рассогласоsaиия Л р" в соответствии с формулой (4), которыЙ в ниде напр51же5 ия

О8=- АР (27) поступаот «;. первый вход блс ка 9 формирования уточненного значения временного интервала, Временная диаграмма сигнала

))ассогласования A i<> + изображена Н3 гp31

Фике 46 фиг,6. Для Г;>афика 46 фиг.б харак1 ерна меньшая величина фпк>ктуаций .игнала рассогласования Ьip* по сравнению с сигналом рассогласования h,, предСтавленным на графике 45 фиг.6. На второй вход блока 9 поступает сигнал счислимого

15ременного интервала тп> B виде напряж1 йия

О7-: —.tI-p (28)

С выхода преобразователя 18 координат.

В блоке 9 формирование уточненного

Значения временного интервала 1 >(1) производится следующим образом. Сигнал

Ьу" и виде напря>кения UB поступает на первый вход блока 9., то есть на вход блаха

22 (см.фиг.1,3), В 6JIOK8 22 (CM,ôill .3) фОрмируЮТСя вспомогательные сигналы рассогласования

И виде напояжений и сооl 887<;TBMM с зависимостями

Первый вспомогательный сигнал рассогласования и виде напря кения UB поступает на входы блоков 23.1 и !3,2 первого и второго сиГHBRQB управления коммутатором и fl8pвый вход коммутатора 24. Второй и третий вспомогательные сигналы рассогласования в виде напряжений! 19 и О18 поступают соОтветственно на ВТороМ и тр8тий входы коммутатора 24. В блоке 23.1 формируется первый сиГнал управления коммутатором в соответствии с зависимостьк> (6), который в

Вида НаПряя<ЕНИя Оупр.1 ПОСтуПаат На ЧЕтвертый вход коммутатора 24, В блоке 23.2 формируется второй сигнал упраиления комму. атаром в соответствии с зависимостью (7), который в виде напряжения Оупр .2 поступает на пятый вход коммутатора 24. В зависимости от величины напряжений

Оупр.1, Оупр.2 СИГНаЛОВ УПРаВЛЕНИЯ На ВЫХОД коммутатора 24 поступает один из вспомогательных сигналов рассогласования

Ар1, Л @, 6 8 в соответствии с зависимостью (8): если сигнал рассогласования на вхоДе блока 22 Ap 0.5, то Оупр1 < Опор, .

Оупр,2 < Опор И на выхОД коммУтатоРа 24 поступает сигнал Ьро =Ау> в виде напряжения U«M=-U8; ео>и-сигнал рассогласоВаНИЯ Л Р >0,5, TO Uynp.l > Опор И На ВЫХОД коммутатора 24 поступает сигнал

ЛР <оч = ЛР в виде напРЯжениЯ Око«=О9„

Осли CMI «an рассОГласования Лp ) 0,5, то

Оупр.2> Опор и на выхоД коммУтатоРа 24 llo" ступает сигнал Л Ъо5 = Лрз в виде;напряжения U«>=-U18.; С выхода коммутатора 24 вспомогательный сигнал Лр,о рассогласования в виде напряжения U««поступает на вход блока 25 отработки сигнала рассогласования, Блок 25 осуществляет интегрирование сигнала А ><о 5 рассогласования в соответствии с зависимостью (9), его выходной сигнал поправки At* a виде угля поворота,61 =Лt (30) поступает на второй вход механического дифференциала 27, На второй вход блока 9 поступает сигнал счислимого временного интервала t5p с выхода блока 14 грубого отсчета. В блоке 9 этот сигнал, поступающий в ниде напряжения UT на вход преобразователя 26, преобразуется в механический угол поворота

Д вЂ” Тгр (31) и поступает на первый вход механического дифференциала 27. С выхода дифференциала 27 разность углов поворота р1 и pz в виде механического угла поворота

&=A Р1 . (32) поступает на вход преобразователя 28. Преобразователь 28 преобразует угол поворота

/4, пропорциональный уточненному временному интервалу t*, в напряжение

U11t* (33) Блоки 5 — 9 образуют замкнутую следящую систему, переходной процесс в которой завершается в том случае, когда сигнал рассогласования h,

ope блока 9 формирования уточненного значения временного интервала содержит целое число циклов, соответс "1674030 вующее грубому временному интервалу trp, и дробную часть, равную уточненному значению измерения разности фазф На выходе блока 5 счислимая разность фаз у> равна измеренной разности фаз р>, на выходе схемы 6 сравнения bp =О, и на выходе фильтра 8 сигнал равен h,ð+ -О.

Временная диаграмма остаточной погрешности д t*(t)=t*(t)-т,(t), (34) где tU — истинное значение временного интервала, до компенсации систематической погрешности измерения разности фаз

Авист показана на графике 47 фиг,5, При этом остаточная систеь.атическая погрЕшность Лесист формирования временного интервала t* связана с систематической погрешностью Л «T измерения разности фаз фр соотношением

Лесист= Лесист .Т (35)

График 47 фиг.6 является характерным (по наличию систематической погрешности

Лесист) для предло>кенного устройства без компенсации систематической погрешности.

С целью исключения влияния погрешности Лу>сист измерения разности фаз у>р в блоке 2 на точность формирования выходного сигнала t* устройства, в устройстве перед работой с помощью блоков 7,10,12 и 13, 3 осуществляется формирование поправки и компенсация систематической погрешности Авист и измеренной разности фаз > при расположении подвижного объекта ка точке с известными прямоугольными координатами (XQ, У„), Для выделения сигнала систематической погрешности Л рсист (на выходе схемы

6 сравнения) оператором после ввода в устройство начальных прямоугольных координат Х>, Уо подается команда на формирование сигнала управления в блоке

11 (путем кратковременного механического воздействия на кнопку, расположенную в блоке 11, с помощью которой запускается реле времени блока 11). Блок 11 формирует сигнал управления в виде напряжения Uynp в соответствии с зависимостью (12) фиксированной продолжительности.

Сигнал управления Uynp поступает на третий вход первого блока 7 коммутации и второй вход второго блока 12 коммутации.

По этому сигналу осуществляется подключение выхода схемы 6 сравнения ко входу блока 13 интегрирования сигнала коррекции и выхода схемы 10 сравнения уточнен5

55 ного и грубого временных интервалов Ко входу сглаживающего фильтра 8 выход схемы 6 отключается от входа сглаживающего фильтра 8. При этом блоки 10, 7, 8 и 9 образуют замккутую следящу|о систему обработки сигнала рассогласования Лр; блок 6, 12, 13, 3 образуют замкнутую следящую систему обработки сигнала рассогласования

Arp; блоки 6,7,8,9,5 образуют разомкнутую систему, так как в первом блоке 7 коммутации разомкнута связь между выходом схемы

6 и входом сглаживающего фильтра.

Работа замкнутой следящей системы, сбразоаанной блоками 10, 7, 9, 8, происхо-дит следующим обраsîo ì, С выхода блока 9 у точненный временной интервал t* в виде напряжения Ui>, формируемого согласко (ЗЗ), поступает на первый вход схемы 10 сравнения уточненного и грубого временных интервалов, на второй вход схемы 10 с выхода преобразователя 18 координат поступает счислимый временной интервал в виде напряжения 0т, формируемого согласно (28, :. С выхода схемы 10 сигнал рассогласования Л t, формируемый согласно (11), в виде напряжения

U