4.3.4 Основные параметры систем АРУ

Данный материал изложен в [5, стр. 391…394; 7, стр. 89…91].

Для оценки и анализа систем и устройств АРУ используется ряд параметров. Параметры устройств АРУ делятся на статические, которые характеризуют работу в установившемся режиме, и динамические, характеризующие особенности переходного процесса из одного состояния в другое [5,7].

Основными статическими параметрами АРУ являются пределы регулирования, чувствительность и статическая погрешность регулирования (точность).

Пределы регулирования  ±ΔS_рег – величина, соответствующая максимально возможному изменению коэффициента усиления регулируемого объекта (корректора) на заданной частоте (обычно на частоте соответствующего контрольного сигнала).

Пределы регулирования определяются областью изменения уровня входного сигнала Δр _{вх мах}, при котором изменение уровня выходного сигнала не превышает некоторых заданных значений. Обычно допустимые изменения выходного уровня составляют порядка нескольких десятых или сотых долей децибела. Допустимое изменение входного уровня определяется допустимым ухудшением помехозащищенности линейного тракта и, как правило, не превышает ±(4…6) дБ.

Чувствительность характеризует минимально возможное отклонение уровня на входе Δр_{вх мin}, при превышении которого система АРУ начинает работать. Величина Δр_{вх мin} определяется, в основном, видом амплитудной характеристики элементов системы (рис.4.113).

                                

 

Рис.4.113 Пример амплитудных характеристик АРУ

Если эти характеристики непрерывные (или «гладкие», пусть даже нелинейные) типа зависимостей 1,2 на рис. 4.113, то Δр_{вх мin}  = 0. Если хотя бы один из элементов системы имеет амплитудную характеристику с зоной нечувствительности (кривая 3 на рис.4.113), то Δр_{вх мin} ≠ 0.

Статическая погрешность регулирования δ₀ – величина отклонения регулируемого параметра, например уровня контрольного сигнала, на выходе корректора после завершения процесса регулирования.

Динамические параметры определяют по переходной характеристике процесса регулирования, которая является реакцией системы на возмущение в виде единичного скачка, например на единичный скачок Δр_0кч уровня контрольного сигнала на входе системы. Переходная характеристика (рис.4.114) может иметь колебательный (кривая 1) или апериодический (кривая 2) характер.

                

 

 

Рис.4.114 Переходная характеристика

 

Перерегулирование σ – это максимальное относительное отклонение регулируемого параметра Δр_{п кч} от установившегося значения в процессе регулирования систем, имеющих колебательный характер переходных характеристик . В соответствии с принятыми нормами, в устройствах АРУ АСП величина перерегулирования всегда должна быть меньше единицы. Другими словами, амплитуда переходного процесса не должна превышать вызвавшего его возмущения.

Время регулирования τ_р – это время от начала процесса регулирования до момента  времени, после которого отклонение регулируемой величины от установившегося значения не будет превышать некоторую, наперед заданную величину ε. Обычно величина ε принимается равной 5% от первоначального отклонения.

Процесс регулирования характеризуется также средней, начальной и максимальной скоростями регулирования.

Средняя скорость V_р определяется отношением первоначального отклонения регулируемого параметра к времени регулирования . Средняя скорость должна быть достаточной для того, чтобы изменение параметра корректора успевало за изменением затухания участка тракта.

Начальная скорость V_0р соответствует крутизне в начальной точке переходной характеристики, максимальная  V_рм – максимальной крутизне характеристики. Считается, что переходной процесс в устройстве АРУ протекает удовлетворительно, если V_р = V_0р = V_рм, т.е. происходит с постоянной скоростью, или если V_р < V_0р = V_рм, т.е. скорость процесса убывает с течением времени. Максимальная скорость регулирования не должна быть излишне высокой, иначе изменение затухания тракта в процессе регулирования может быть воспринято как паразитная амплитудная модуляция передаваемого сигнала. Обычно V_рм ≤ 1дБ/с.

Следует отметить, что требования к динамическим параметрам систем АРУ могут быть достигнуты только при условии, что одиночные устройства АРУ имеют большой запас устойчивости по замкнутым петлям регулирования.