БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ИМ)

М. В. Назаров.

И'мпульсная систе'мауправления в технике, система автоматического управления, в которой управление осуществляется кратковременными (импульсными) сигналами, возникающими в определённые моменты времени. Импульсный характер управления чаще всего обусловлен принципом действия системы. Например, радиолокационная станция излучает короткие электромагнитные импульсы, которые, отразившись от цели, используются наземной системой управления. Импульсный характер управления удобен в многоканальных системах, когда последовательности сигналов управления различными каналами разнесены во времени (по фазе). В технике связи использование импульсных сигналов повышает помехозащищенность передачи сообщений и улучшает условия их кодирования. Иногда последовательность сигналов управления периодически прерывается специально для улучшения качества работы системы (в так называемых «системах прерывистого управления»).

И. с. состоит из элемента, осуществляющего импульсную модуляцию, и непрерывной части, подверженной воздействию модулированной последовательности импульсов. Можно считать, что в И. с. последовательность управляющих импульсов подвергается модуляции непрерывным сигналом, воздействующим на амплитуду, длительность, положение (фазу) или количество импульсов в единицу времени. В связи с этим различают И. с. с амплитудной, широтной, фазовой и частотной модуляцией. Искусственное прерывание сигнала представляет собой особый вид модуляции («ключевые И. с.»). Если непрерывная часть системы линейна, то И. с. линейна при амплитудной модуляции и (приближённо) при широтной модуляции малой глубины. В И. с. возможно достижение конечного времени переходных процессов. Математически И. с. описывается системой уравнений в конечных разностях. Наиболее удобно для аналитического исследования линейных И. с. z -преобразование («дискретное преобразование Лапласа»). Коррекция свойств И. с., помимо применения корректирующих устройств, может производиться путём изменения периода следования импульсов или их формы. При малом периоде следования импульсов (по сравнению с основными постоянными времени системы) свойства И. с. приближаются к свойствам непрерывной системы управления.

Лит.: Цыпкин Я. 3., Теория линейных импульсных систем, М., 1963.

Р. С. Рутман.

И'мпульсная те'хника,область техники, исследующая, разрабатывающая и применяющая методы и технические средства генерирования (формирования), преобразования и измерения электрических импульсов (см. Импульс электрический ). В И. т. также исследуют и анализируют процессы, возникающие при воздействии электрических импульсов на различные электрических цепи, устройства и объекты.

Электрические импульсы тока и напряжения широко используются для тех или иных целей в различных областях науки и техники (см. Импульсная техника высоких напряжений). Наиболее широко электрические импульсы применяются в электронике при импульсном режиме работы электронных устройств различного назначения. Здесь находят применение как одиночные импульсы (радиоимпульсы и видеоимпульсы), так и главным образом последовательности импульсов (серии импульсов), образующих импульсные сигналы, несущие информацию или выполняющие функции управления работой электронных устройств.

При импульсном режиме электронные устройства подвергаются воздействию электрических сигналов не непрерывно (в течение всего времени работы устройства), а прерывисто. При этом прерывистая структура импульсных сигналов составляет принципиальную основу полезных функций устройства, работающего в импульсном режиме. Импульсные сигналы различаются по амплитуде и длительности импульсов, частоте их следования, а также по относит. взаимному расположению в серии. На рис. 1 изображен импульсный сигнал в виде серии из 3 импульсов, сгруппированных согласно некоторому условному коду, определяемому, в частности, расстановкой импульсов в серии. Импульсные сигналы могут иметь более сложную структуру, зависящую от вида модуляции и формы импульса. Некоторые электрические колебания сложной формы (рис. 2), в отличие от синусоидальных, имеют разрывной характер; им свойственны весьма широкий частотный спектр и наличие характерных точек, точнее участков весьма малой временной протяжённости, в которых скорость изменения колебательного процесса претерпевает резкие скачки (разрывы). Эти свойства сближают колебания сложной формы с типичными импульсными процессами. В И. т. часто применяют импульсные сигналы с частотным заполнением от десятков гц до десятков Ггц.

При импульсном режиме работы может быть достигнута высокая степень концентрации энергии во времени; так, например, в мощных импульсных модуляторах в течение длительного промежутка времени между импульсами происходит относительно медленное запасание энергии в накопительных элементах, затем в течение отрезка времени, протяжённость которого значительно меньше периода накопления, запасённая энергия выделяется в нагрузочном элементе. В результате удаётся получать электрические импульсы, мощность которых значительно превосходит номинальную мощность источников питания, что имеет существенное значение при конструировании радиоэлектронной аппаратуры; например, мощность в радиоимпульсе, излучаемом радиолокационной станцией, достигает десятков Мвт и более. Благодаря резким перепадам амплитуды электрических импульсов возможна весьма точная фиксация времени воздействия импульсных сигналов, а также чёткое разделение двух возможных состояний электронной схемы: «есть ток» — «нет тока» («да» — «нет»). Импульсные электронные устройства, выполняющие функции бесконтактных электронных ключей, способны за 10 -6и даже 10 -9 сек переключать электрические цепи.

С понятием «импульс» обычно связывается представление о малой его длительности. Однако кратковременность импульса — понятие относительное: в зависимости от области использования длительность импульса может изменяться в значительных пределах. В автоматике , например, оперируют с импульсами длительностью порядка 0,01 — 1 сек , в импульсной радиосвязи — 10 -6 сек , в физике быстрых частиц — 10 -9 сек . Однако даже в одной и той же области техники часто применяют импульсы с различной длительностью и частотой следования. Так, например, в радиолокации работают с электрическими импульсами длительностью от 10 -3до 10 -9 сек с частотой повторения от единиц гц до 10 4 гц. В И. т. проявляется тенденция к укорочению импульсов и увеличению частоты их следования, стремлением повысить эффективность электронных устройств, разрешающую способность (например, радиолокаторов) или быстродействие (в ЭВМ). Иногда более важно отношение длительности паузы между импульсами к длительности импульса (скважность), которое в цифровой автоматике обычно не превышает 10, в радиосвязи — порядка 10 — 100, в радиолокации колеблется от 100 до 10000. При воздействии импульсов электрического тока или напряжения на цепь, обладающую свойством запасать энергию, возникают переходные процессы, значение которых в И. т. весьма велико. Явления, связанные с переходными процессами, часто используют в работе импульсных устройств, но в ряде случаев они оказывают вредное влияние и приводят к схемному и конструктивному усложнению устройств. Поэтому анализу переходных процессов в И. т. уделяется особенно большое внимание. Специфичность методов и средств формирования, преобразования, измерения и регистрации импульсных сигналов и анализа процессов в импульсных устройствах обусловлены главным образом их нестационарностью.