Электромеханические системы. Электромеханические приборы.
Терминология, определения. Если исполнительными механизмами системы являются электромеханизмы, а система автоматически выполняет автономные режимы, связанные с работой одного или более механизмов, то такая система называется электромеханической. Класс электромеханических систем (ЭМС) достаточно широк, с их помощью решаются задачи автоматического управления, стабилизации или программного управления.
Как показывает практика, исполнительные механизмы и агрегаты ЭМС достигли своего совершенства. Так, например, системы стыковки космических аппаратов (КА) [1], [2] обеспечивают с помощью стыковочного узла жесткое соединение электрических и гидравлических разъёмов, а также герметичный стык между двумя КА. Такие ювелирные задачи по точной механике обеспечиваются конструкцией исполнительных механизмов и авионикой. Опыт отечественной и зарубежной космонавтики показал, что наибольшее распространение получил стыковочный узел типа «штырь-конус». На одном КА размещается активный стыковочный агрегат (АСА) типа «штырь», на другом – пассивный стыковочный агрегат (ПСА) типа «конус».
Стыковочный узел и его эволюция. Назначением стыковочного узла является соединение двух КА в единое целое и их расстыковка на монтажной орбите. Эту задачу выполняет стыковочный механизм (СтМ) АСА, защёлки головки которого механически соединяются с гнездом приёмного конуса ПСА. При этом усилие стягивания СтМ двух КА составляет порядка 1,5 т. При расстыковке агрегат АСА должен растолкнуть КА с требуемыми параметрами, при этом усилие обеспечивается пружиной СтМ, которая взводится при выдвижении штанги. Для обеспечения высокой надёжности расстыковки КА в состав СтМ были введены пироболты (ПБ) отстрела стыковочного механизма. В случае необходимости переход экипажа из одного КА в другой осуществляется по наружной поверхности космических аппаратов и требует наличия шлюзовых камер для выхода и входа космонавта. Для более комфортного перехода космонавта каждый из стыковочных агрегатов стал оснащаться крышкой переходного люка (ПЛ), которая открывается/закрывается, разгерметизируется/герметизируется вручную или автоматически. Эти операции усложнили режим стыковки за счет введения процедур освобождения защелок и втягивания штанги.
Наличие крышки ПЛ потребовало введения механизма герметизации стыка (МГС), который размещается на стыковочном шпангоуте каждого агрегата. При этом усилие стягивания двух КА возросло до 20 т. При расстыковке достаточно открыть крюки МГС, а рассталкивание КА обеспечивается толкателями, устанавливаемые по два на каждом стыковочном шпангоуте. На этом этапе введены ПБ открытия активных и пассивных крюков.
Если для первых КА достаточным была работа МГС одного агрегата АСА, то при увеличении масс стыкуемых КА и усложнении конфигурации станций потребовалась одновременная работа замком двух стыковочных агрегатов. В дальнейшем для обеспечения надежности было увеличено число замков, а в состав принадлежностей стыковочного агрегата были введены ручные зажимы для стяжки стыка. Кроме того, в СтМ были введены управляемые электромагнитные тормоза (ЭМТ), осуществляющие интенсивное демпфирование соударения стыковочных агрегатов.
С увеличением задач сборки количество агрегатов ПСА на станции возросло до шести. С учётом требований эксплуатации был увеличен просвет переходного люка.
Эволюция системы стыковки. Автоматическая система стыковки (АСС) проектировалась для беспилотных КА. Для проведения стыковки и расстыковки в ограниченной зоне радиовидимости в систему АСС был введен временной контроль выполнения каждого режима, который осуществлялся автономным программно-временным устройством (ПВУ). В нештатной ситуации (НШС) любой режим прерывался меткой ПВУ для проведения ана-
лиза отказа и принятия решения.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сигналы с импульсной и импульсно-кодовой модуляцией.
Передача квантованных значений сигнала с помощью коротких импульсов различной высоты называется амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ). Под импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ) понимается передача непрерывных функций при помощи двоичного кода.
При кодовой модуляции необходимо передать числа, выражающие величину квантованных отсчетов. Для этого можно воспользоваться двоичным кодом. Числа, подлежащие передаче, надо записать в двоичной системе счисления – это и даст необходимые кодовые комбинации. При помощи n - значных двоичных чисел можно представить 2n чисел. Благодаря квантованию количество чисел, подлежащих передаче, сводится до конечной величины N . Если принять шаг квантования за единицу, то N-1 будет означать наибольшее квантованное значение. Количество знаков в двоичной кодовой комбинации равно n=log2N . Если n – не целое, то оно округляется до ближайшего целого числа.
При анализе приема сигналов с импульсно-кодовой модуляцией обычно рассматривают не отношение средних мощностей сигнала и помехи, а отношение половины шага квантования 
(цена округления) к среднеквадратичному значению помехи 
. Квадрат отношения
|
|
|
заменяет отношение сигнал – шум.
Пусть число уровней квантования равно N. Будем передавать каждое из N значений n-значным кодовым числом, составленным из импульсов, квантованных на m уровней (АИМ). Общее число возможных комбинаций равно 
. Очевидно, что 
. Пусть шкала уровней симметрична относительно нуля , т. е. разрешенными являются уровни :
Если все уровни равновероятны, средняя мощность сигнала равна
Отсюда шаг квантования равен
откуда
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 472; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!