Дипломная работа на тему: Радиолокационные станции, устанавливаемые подвижные объекты

Введение

Современные радиолокационные станции (РЛС) все чаще проектируются с активными фазированными антенными решетками (АФАР), обеспечивающими электрическое горизонтальное и вертикальное сканирование диаграммы направленности антенны (ДНА) [1-4].

Применение РЛС с переменой скоростью вращения антенны позволяет повысить ее тактико-технические характеристики и техникоэкономические показатели электропривода [5, 6]. Актуальной является задача исследования нестационарных процессов в электротехническ комплексах (ЭТК) с переменной скоростью вращения антенны.

Особенностью современных РЛС является то, что в её автономной системе электроснабжения одной из самых мощных нагрузок является регулируемый электропривод (РЭП) вращения антенны. Его потребляемая мощность составляет 20-25% от мощности дизель-генератора.

Известно несколько систем управления РЭП вращения антенн РЛС [7-9]. РЛС является автономным объектом с первичным источником питания - генератором ограниченной мощности. В связи с этим, крайне важно найти рациональный вариант управления режимами работы РЭП, от качественной работы которого зависит эффективность работы всей РЛС

Современное направление развития радиолокационных станций (РЛС) связано с использованием переменной скорости вращения антенны. При этом актуальной является разработка систем управления режимами работы регулируемых электроприводов (РЭП) в составе таких комплексов. В статье описывается предложенная авторами система управления электродвигателем вращения антенны РЛС, которая обеспечивает высокую эффективность работы РЭП в стационарном и нестационарном режимах. Предложенная система управления позволяет сохранить характеристики направленности в секторе сканирования и тем самым позволяет повысить тактико-техническую характеристику РЛС. Представлена имитационная модель электротехнического комплекса, разработанная на основе структурной схемы предложенной системы управления. С помощью имитационной модели установлена взаимосвязь между переменной составляющей мощности, потребляемой электродвигателем при ветровой нагрузке, и скоростью вращения его вала в стационарном режиме работы РЭП.

Оглавление

- Введение 3

- Радиолокационные станции, устанавливаемые на подвижные объекты

- Общие сведения о радарах подвижных объектов

- Фронтальные радары

- Радиолокационные станции бокового обзора

- Радиолокационные станции кругового обзора

- Приводы радиолокационных станций, устанавливаемых на подвижных объектах

- Общие принципы построения

- Приводы на основе следящих систем

- Гиростабилизированные приводы

- Принципы косвенной стабилизации антенн РЛС в пространстве

- Функциональная схема двухосного привода соосной схемы

- Функциональные элементы приводов антенн рлс

- Исполнительные двигатели

- Датчики углов положения антенн в осях подвеса

- Тахогенераторы

- Системы координат

- Кинематика подвеса

- Анализ возмущающих факторов

- Исходные данные для проектирования

- Синтез регуляторов двухосного привода антенны РЛС

- Синтез алгоритма системы косвенной стабилизации луча РЛС в пространстве

- Алгоритм вычисления координат положения обнаруженной цели в системе координат, связанной с объектом-носителем

- Исследование характеристик привода рлс кругового обзора методом математического моделирования

- Программа моделирования в среде Matlab-Simulink

- Результаты моделирования и их оценка

- Заключение 90

- Список литературы 91

Заключение

Современное направление развития радиолокационных станций (РЛС) связано с использованием переменной скорости вращения антенны. При этом актуальной является разработка систем управления режимами работы регулируемых электроприводов (РЭП) в составе таких комплексов. В ВКР описывается предложенная авторами система управления электродвигателем вращения антенны РЛС, которая обеспечивает высокую эффективность работы РЭП в стационарном и нестационарном режимах. Предложенная система управления позволяет сохранить характеристики направленности в секторе сканирования и тем самым позволяет повысить тактико-техническую характеристику РЛС. Представлена имитационная модель электротехнического комплекса, разработанная на основе структурной схемы предложенной системы управления. С помощью имитационной модели установлена взаимосвязь между переменной составляющей мощности, потребляемой электродвигателем при ветровой нагрузке, и скоростью вращения его вала в стационарном режиме работы РЭП.

По результатам исследования можно заключить, что реализация предложенного способа управления с переменной скоростью вращения СДПМ ведет к улучшению технико-экономических показателей РЭП: уменьшению номинальной мощности СДПМ и инвертора, уменьшению стоимости, массы, габаритов, повышению КПД и надежности, а также улучшению его электромагнитной совместимости.

Помимо этого, при достаточной механической прочности АФАР исключается необходимость перехода на пониженные скорости вращения антенны при увеличении ветровой нагрузки, что улучшает тактико-технические характеристики РЛС: скорость обзора, точность определения координат цели, надежность сопровождения высокоскоростных целей.

Список литературы

1. Андрюхин М.В., Стрелков В.Ф., Ваняев В.В. Имитационная модель электропривода вращения антенны РЛС // Труды VIII Международной (ХIХ Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу, Том. 2, Саранск, 2014. С. 386-389.

2. Андрюхин М.В., Стрелков В.Ф., Андрюхин М.В., Стрелков В.Ф., Ваняев В.В., Титов В.Г. Нестационарные режимы работы вентильно-машинного комплекса РЛС. Известия вузов // Электромеханика. 2016. № 1 (543). С. 56-61.

3. Бахрах Л.Д. Антенны с электрическим сканированием. М.: Введение в теорию, 2001. - 250 с.

4. Белоус А.И., Мерданов М. К., Шведов С.В. СВЧ-электроника в системах радиолокации и связи. Техническая энциклопедия В 2-х книгах Книга 1. - М.: ТЕХНОСФЕРА, 2016. - 688 с.

5. Воскресенский Д.И., Канащенков А.И. Активные фазированные антенные решетки. М: Радиотехника, 2004. - 488 с.

6. Воскресенский Д.И. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток. М.: Радиотехника, 2012. - 744 с.

7. Дементьев Ю.Н., Чернышев А.Ю., Чернышев И.А. Электрический привод: учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 224 с.

8. Казаринова Ю.М. Радиотехнические системы. М.: Высшая школа, 1990. - 496 с.

9. Мальцева О.П. Системы управления асинхронных частотно-регулируемых электроприводов: учебное пособие / О.П. Мальцева, Л.С. Удут, Н.В. Кояин; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 476 с.

10. Монзинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки. М.: Радио и связь, 1986. - 446 с.

11. Положительное решение по заявке № 2018108333 / Система управления электродвигателем вращения антенны РЛС, 2018.

12. Стрелков В.Ф., Ваняев В.В., Андрюхин М.В., Бобылев И.В. Способ и система управления электродвигателем вращения антенны РЛС, Пат. РФ 2554107, опубл. 27.06.2015. Бюл. № 18.

13. Стрелков В.Ф., Андрюхин М В, Ваняев В.В. Электропривод вращения антенны РЛС с переменной скоростью // Вестник Концерна ПВО "Алмаз-Антей". 2015. № 3. С. 78-84.

14. Хватов С.В., Стрелков В.Ф., Тетенькин Л.В. Оптимизация режимов работы электроприводов вращения антенно-мачтовых устройств РЛС // Известия ТулГУ. Технические науки. 2010. Вып. 3. Ч. 3. С. 186-190.

15. Хватов С.В., Стрелков В.Ф., Тетенькин Л.В. Вентильно-машинные системы радиолокационных станций // Приводная техника. 2010. № 3. С. 19-21.

16. Шеховцев В.П. Расчет и проектирование ОУ и электроустановок промышленных механизмов / В.П. Шеховцев. - М. : ФОРУМ, 2010. - 352 с.: ил.