Проектирование системы автоматического управления подъема шасси спортивного самолета

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

В повседневной практической деятельности человеку приходится сталкиваться с многообразием процессов, которыми необходимо управлять, что в последнее время является одной из главенствующих задач.

Управление каким-либо объектом - это процесс воздействия на его с целью обеспечения требуемого течения процессов в объекте или требуемого изменения его состояния. Основой управления является получение и обработка информации о состоянии объекта и внешних условий его работы для определения воздействия, которые необходимо приложить к объекту, чтобы обеспечить достижения цели управления.

Все процессы в управлении носят общие закономерности, не зависящие от конкретных целей и объектов управления. Элементы САУ связаны друг с другом посредством передаваемых сигналов. Характер преобразования сигналов в объекте и сами эти сигналы предопределены назначением объекта в технологическом процессе и не могут быть изменены. Это следует учитывать при проектировании САУ, хотя для рассмотрения ее свойств и качества природа сигналов не принципиальна.

Системы автоматического управления создаются для того, чтобы автоматически, без непосредственного участия человека поддерживать необходимый режим работы различных обслуживаемых этими автоматами объектов. Системы автоматического управления самостоятельно, без вмешательства извне либо поддерживают постоянной, либо изменяют по заранее заданному закону одну или несколько физических величин, характеризующих процессы, происходящие в обслуживаемых объектах, или же сами определяют в зависимости от ряда условий нужный или оптимальный закон управления объектом.

Целью данной курсовой работы является проектирование САУ подъема шасси спортивного самолета.

Шасси предназначено для обеспечения стоянки, руления, буксировки, взлета и посадки самолета. Основные элементы шасси - колеса, амортизаторы, а также узлы крепления и соединительные детали. Размещение агрегатов шасси на самолете и тип амортизаторов определяют конструктивные схемы шасси, основными из которых являются колесные полозковые, поплавковые. Шасси могут выполнятся в виде комбинации из двух систем .

На спортивных самолетах в основном применяют колесное шасси, а самой распространенной схемой является трехопорное шасси с носовым колесом. Основные опоры располагаются симметрично относительно оси фюзеляжа, а третья опора - носовое колесо - устанавливается по оси фюзеляжа под носовой частью вертолета.

Колесо имеет два характерных размера: внешний, габаритный диаметр и диаметр сечения гидравлики. Для обеспечения в эксплуатации хорошей проходимости колес максимальное давление в гидравлике должно быть 600-700 кПа для сухого грунта 700-900 кПа[1].

Таким образом, требуется спроектировать САУ подъема шасси самолета, которая будет иметь параметры, обеспечивающие надежную работу шасси самолета во время эксплуатации.

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Спроектировать САУ подъема шасси спортивного самолета со следующими параметрами:

1. Тип силового привода - гидравлический;

2. Давление в гидроцилиндре P=600 -900 кПа;

3. Напряжение питания двигателя U =27В;

4. Мощность двигателя P_тр = 160-190 Вт;

5. Перерегулирование у < 20 %;

6. Время регулирования t_p = 0.04 c;

7. Рабочий диапазон температур -40…+40;

Рисунок 1 - Структурная схема САУ

З - задатчик;

МП - вычислительное устройство;

У - усилитель сигнала;

ДПТ -двигатель постоянного тока;

Н -насос;

ГП - гидропривод;

ДЛП - датчик линейного перемещения;

Рассмотрим структурную схему САУ - рисунок 1, она представляет собой схему с одним замкнутым контуром в ней регулирование осуществляется одним регулятором - перемещение.

Задающий сигнал для контура Uз поступает с задатчика, который может представлять собой датчик набора высоты или же сигнал задания может поступить от внешней по отношению к нему системы управления, например от диспетчера управления полетом [1].

В качестве вычислительного устройства будет использован микропроцессор, который будет воспринимать два сигнала Uз и Uд выполнять вычисление результирующего сигнала.

Результат сравнения величин поступает на усилитель У. Заведомо ясно, что величина напряжения и тока, а в конечном счете мощность будет недостаточна для двигателя, являющегося частью ИМ.

Вращающий момент с двигателя будет подаваться на шток насоса. Для исключения применения редуктора подбираем ДПТ и Н таким образом чтобы частоты вращения штоков соединения совпадали.

Насос обеспечивает нагнетание жидкости (масла) в цилиндрах гидропривода, для обеспечения перемещения поршня, который механически соединен с шасси самолета.

Собственно гидропривод ГП и является ИМ, так как именно он воздействует, за счет использования внешнего давления, на подъем шасси.

Сигнал о перемещении концевика шасси Uд поступает с датчика линейного перемещения в цепь ООС.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ И РАСЧЕТ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ВЫБРАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1 Двигатель постоянного тока ДП80-120-2

Электродвигатель подбираем таким образом чтобы мощность и число оборотов соответствовали показателям насоса, а напряжение питание было равным напряжению, имеющемуся на борту самолета не более 27В.

Таким требованиям будет соответствовать двигатель марки ДП80-120-2

Коллекторные двигатели постоянного тока малой мощности с возбуждением от постоянных магнитов ДП80-120-2 предназначены для привода специального механизма, а также могут быть использованы в широких областях техники.

Требуется определить требуемую мощность двигателя:

P_ТР=P_ВЫХ/з_ОБЩ(1)

где: P_ТР - требуемая мощность двигателя;

P_ВЫХ - выходная мощность;

з_ОБЩ - КПД конечного каскада.

Выходная мощность определяется необходимой силой для преодоления давления потока жидкости. Давление в гидроприводе составляет 700кПа, площадь поршня составляет 9.64*10^-4 м² (одного из двух), т.е. сила составляет 1.4 кН. Скорость перемещения штока должна составлять 0.05 м/с, т.е. требуемая мощность 70Вт.

Коэффициент полезного действия для шариковой винтовой передачи составляет 60% (редуктор в масле), а для гидропривода 70%. Т.о. P_ТР=167 Вт.

Возьмем в качестве исполнительного двигателя, двигатель постоянного тока ДП80-180-4 [2]

Технические характеристики:

диаметр корпуса, мм50

номинальная мощность, Вт180

номинальная частота вращения, мин^-11500

номинальное напряжение питания, В 24±3

активное сопротивление обмотки якоря, Ом 1,0-1,2

индуктивность якоря, мГн 100

момент инерции двигателя J_д, кгм³ 0,005

начальный пусковой ток при номинальном напряжении, А 2.8

КПД, % 72

масса двигателя, не более, кг1.1

Определим коэффициент передачи двигателя. Для начала найдем электрическую постоянную двигателя

(2)

тогда коэффициент передачи двигателя k_Д=1/С_е=13.6.

Определим механическую постоянную времени. Найдем механическую постоянную времени:

(3)

(4)

Электрическая постоянная временя мала, поэтому ей можно пренебречь.

Передаточная функция ДПТ примет вид:

 (5)

2.2 Насос НВТ 1 -0,4 -1984

В системе можно использовать насос с достаточно низкими характеристиками т.к. создавать большое сжатие жидкости необходимости нет.

Для нашей системы подойдет насос следующего типа: НВТ 1 -0,4 -1984 [3]

Технические характеристики:

Масса не более m, кг1,5

Подача Q, м³/час 0,4

Давление нагнетания р, кг/см² 1,57

Число оборотов ротора n, об/мин1500

Мощность P_н, Вт160

Передаточная функция насоса

W=Q/ =(5)

W_н(р)=(6)

2.3 Микропроцессор Z-80А

В системе требуется не дорогой но надежный процессор. С достаточно хорошими характеристиками работы. Этим требованиям удовлетворяет процессор Z-80А.

Технические характеристики:

Тактовая частота, МГц 7

Быстродействие, млн. операций в сек 1

Напряжение питания, В 5

Ток питания, мА 15

Передаточная функция микропроцессора

Wmp =1(9)

2.4 Усилительное звено LM675

Напряжение, поступающее с МП равно максимально 3,5В, а ДПТ для работы в номинальном режиме требуется 27 В. Требуется усилительное звено с коэффициентом усиления в 8 раз. Данным характеристикам удовлетворяет усилитель типа LM675

Технические характеристики:

Напряжение питания максимальное, В 60

минимальное, В 20

Скорость нарастания сигнала, В/мкс 8

Коэффициент усиления регулируемый 2,5-250

Передаточная функция усилителя

Wu =8(10)

2.5 Гидропривод

Гидропривод представляет собой две емкости, перемещение штока в одной из которых зависит от перемещения штока в другой. Внешнее давление является постоянным и не подлежит регулированию. Однако давление на выходе гидропривода требует регулирования. Такое регулирование происходит путем перемещения штока в первой камере. Схематическое исполнение ГП представлено на рис.2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2

Выберем гидропривод исходя из требуемого давления на выходе (400 кПа). Под такие параметры подпадает привод марки MAXIMA 350 [3].

Технические характеристики:

давление питания, кПа700

давление на выходе, при максимальном сдвиге штока, кПа410

максимальный ход штока на входе, см5

максимальный ход штока на выходе, см10

управляющее давление, кПа800

КПД, %70

рабочий диапазон температур-10…+30

Передаточная функция гидропривода имеет вид:

(11)

Кроме того:

где:P_ГП - давление на выходе гидропривода;

P - давление на входе гидропривода.

Требуемое на выходе гидропривода давление составляет 410кПа*1.73=692кПа, давление питания составляет 700 кПа. Максимальный ход штока на входе 5 см, на выходе 10 см т.е. коэффициент передачи гидропривода .

Механическая постоянная времени гидроцилиндра:

(12)

где приведенная жесткость нагруженного цилиндра:

(13)

где - приведенный модуль упругости гидроцилиндра

(14)

где: m₀ - масса подвижных частей управляемого объекта, приведенная к штоку привода;

S_П - рабочая площадь поршня;

V₀ - объем одной полости гидроцилиндра при среднем положении поршня;

с_СВ=6*10⁶ Н/м - жесткость связи штока гидроцилиндра с управляемым объектом;

B_Ж=1250 МПа - модуль объемной упругости рабочей жидкости;

V_Л=10*10^-5 м³ - объем подводящего трубопровода гидролинии и мертвого объема гидроцилиндра;

V₀ - объем полости гидроцилиндра при среднем положении поршня;

c_ОП=4.3*10⁶ Н/м- жесткость опоры гидроцилиндра;

Рабочая площадь поршня определяется по формуле:

(15)

где: D_П=0.037 - диаметр поршня гидроцилиндра;

d_ШТ=0.012 - диаметр штока гидроцилиндра;

Т.о. S_П=9.64*10^-4 м². Масса подвижных частей управляемого объекта m₀=с*V, где с=2.7*10³ кг/м³ (алюминий) и V=90 см³. Т.е. m₀=0.243 кг.

Объем одной полости цилиндра:

V₀=(16)

где: Y_ШТ.MAX.=3 см - максимальный ход штока

Т.о. V₀=1.45*10^-5 м³. Исходя из полученных данных, применим в (14)

Таким образом, механическая постоянная времени:

с

Требуется определить постоянную времени демпфирования гидроцилиндра:

(17)

где:K_Q=6.44*10^-10 - коэффициент линеаризованной расходно-перепадной характеристики.

k_ТР= 0.2 (бронза)- коэффициент трения в подвижных частях объекта

Таким образом:

Для получения передаточной функции требуется определить коэффициент демпфирования:

(18)

Т.е. .

Т.о. передаточная функция гидроцилиндра запишется в виде:

2.6 Датчик линейного перемещения МВ-43-5В

Для преобразования перемещения в пропорциональный ему электрический сигнал используется датчик линейного перемещения ДТЛ -32 -4,5В [4].

Технические характеристики:

Величина максимального перемещения, мм60

Сопротивление датчика, Ом200

Максимальное напряжение, мВ4,5

Удельное сопротивление материала провода, Ом*мм²/м0.62

Минимальная температура нагрева корпуса, ⁰С-15

Максимальная температура нагрева корпуса, ⁰С60

В качестве датчика линейного перемещения будем использовать потенциометрический датчик, который преобразует величину перемещения в пропорциональное выходное напряжение [5]. На рисунке 3 показан потенциометрический датчик.

Рисунок 3 - Пьезоэлектрический датчик ускорения

Конструктивно потенциометрический датчик состоит из каркаса 1, на который намотана в один слой обмотка 2 из тонкого провода. По виткам обмотки скользит движок (щетка) 3, который механически связан с объектом, перемещение которого надо измерит, Обмотка выполнена из изолированного провода, а дорожка по которой скользит движок, предварительно очищена от изоляции. При больших усилиях прижатия движка используется провод диаметром 0,1 -0,3 мм

Чувствительность потенциометрического датчика высчитывается следующим образом:

, (19)

где п -- количество витков ;

- удельное сопротивление проводника при 20 ⁰С;

- коэффициент нагрузки;

- коэффициент перемещения движка;

f - температурный коэффициент сопротивления 1/⁰С

Коэффициенты и - определяются следующим образом:

, (20)

(21)

где R_Н -сопротивление нагрузки,

R -полное сопротивление нагрузки;

х - перемещение движка;

l - длинна намотки;

Выходной сигнал потенциометра:

U= S_aF, (22)

где F-- измеряемая сила, но

F=m*a, (23)

где m - инерционная масса тензодатчика, кг;

a - ускорение, измеряемое потенциометром, причем

а = N*g,, (24)

g = 9.8 м/с² - ускорение свободного падения;

N - коэффициент пропорциональности.

Решая совместно уравнения (19) - (24) подставляя значения для коэффициентов [?] f=3.4 = 0.49 =0.4328 получим:

(25)

Или

(26)

Как было сказано выше толщина проволоки 0,1 мм то есть количество витков умноженное на 10 это длинна потенциометрического датчика то есть получили зависимость геометрических параметров потенциометрического датчика от инерционной массы, зададим m = 0.00001 кг, тогда h/l=4.12*10^-3.

Передаточная функция потенциометрического датчика:

W(p)=. (27)

Из технических характеристик

Wlp=(28)

3. ДЕЛЕНИЕ ЛСУ НА ИЗМЕНЯЕМУЮ И НЕИЗМЕНЯЕМУЮ ЧАСТИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ

К неизменяемой части относят все элементы регулятора с передаточной функцией отличной от единицы. Следовательно, к ним можно отнести все элементы кроме микропроцессора.

Определим передаточную функцию системы, передаточная функция главной цепи будет:

. (29)

Передаточная функция разомкнутой системы будет:

. (30)

Передаточная функция замкнутой системы:

. (31)

По выражению (30) построим АФЧХ разомкнутой системы, изображенную на рисунке 3:



Рисунок 4 - АФЧХ разомкнутой системы

Согласно критерию Найквиста, замкнутая автоматическая система регулирования будет устойчивой, если АФХ разомкнутой системы не охватывает точку с координатами -1,j0 ,таким образом, имеем устойчивую систему с неограниченно большими запасами по амплитуде и фазе [6].

Переходный процесс в замкнутой системе изображен на рисунке 5. Из него видно что переходный процесс длится более 16 секунд лишь потом становится устойчивым. Такой отпечаток накладывает инерционное звено.

Рисунок 5 - переходный процесс разомкнутой системы



АЧХ системы выглядит следующим образом:

Рисунок 6 - переходный процесс разомкнутой системы Запасы устойчивости определим по АЧХ системы:

запас по амплитуде 119 дБ

запас по фазе 93,7 градусов

4 ПОСТРОЕНИЕ ЛОГАРИФМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ИХ АНАЛИЗ

4.1 Построение ЛАЧX

Разомкнутая система образована, соединенными последовательно, апериодическим, пропорциональным и колебательным звеньями:

(32)

щ₁=1/T₁= 0,5882рад/c,

щ₁=1/T₁=3.02*10³ рад/c.

По выражению (30) построим ЛАЧХ и ЛФЧХ - рисунок 6, разомкнутой системы:

Рисунок 7 - ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы

4.2 Построение ЖЛАЧХ

Проведем построение ЖЛАЧХ методом запретной зоны

Желаемой называют асимптотическую ЛАЧХ разомкнутой системы, имеющей желаемые (требуемые) статические и динамические свойства. ЖЛАЧХ состоит из трех основных асимптот: низкочастотной, среднечастотной и высокочастотной. Среднечастотная асимптота ЛАЧХ разомкнутой системы и ее сопряжение с низкочастотной определяют динамические свойства системы - устойчивость и показатели качества переходной характеристики.

Перейдем к дискретной системе с периодом дискретизации T=0.0005 c

(33)

ЛАЧХ дискретной модели строится в зависимости от псевдочастоты л, при этом сначала проводится щ-преобразование заменяя z=(1+щ)/(1-щ), а затем осуществляется переход от W(щ) к частотному выражению передаточной функции через псевдочастоту л путем замены щ=0.5Tлj.

Рисунок 8 - ЖЛАЧХ, построенная методом запретной зоны

Замкнутая система в дискретном виде:

(34)

Зададим скорость g'= 27 и ускорение обработки g''=120 информации, а также показатель колебательности M=1.2, max ошибка регулирования =0,2 (Amax=0.65)

Определяем рабочую точку:

=g''/g'=120/27=4.44 рад/с - псевдочастота

A= Amax/=0.65/0.2=3.25

Дб

тогда координаты рабочей точки (4.44 рад/с, 10.2 дБ)

Амплитуда на сопрягающих частотах

L1=(35)

L2=(36)

Вид запретной зоны показан на рис. 9:



Рисунок 9 -Вид запретной зоны

Исходную ЛАЧХ и ЖЛАЧХ разомкнутой системы, построенную методом запретной зоны изобразим на рисунке 10.

Передаточная функция замкнутой системы, скорректированной методом запретной зоны, будет иметь вид:

 . (37)

Тогда переходный процесс в замкнутой системе скорректированной методом запретной зоны изобразим на рисунке 11:

Рисунок 11 - Переходный процесс в замкнутой системе, скорректированной методом запретной зоны

Прямые оценки качества переходной характеристики:

1. Время регулирования t_p=1,34 c;

2. Перерегулирование у=0 %.

Данные показатели качества удовлетворяют заданным требованиям. Несоответствие показателей качества с их расчетными значениями объясняются значительным отличием вида вещественной частотной характеристики скорректированной системы от типовой.

5. СИНТЕЗ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО ЗВЕНА

5.1 Синтез непрерывных корректирующих звеньев

Существует несколько способов включения корректирующего звена. Определим желаемую передаточную функцию для каждого из включений и выберем лучшую

Определим желаемую передаточную функцию последовательного корректирующего устройства:

(38)

Упрощенное выражение:

(39)

Определим желаемую передаточную функцию встречно - параллельного непрерывного корректирующего устройства:

(39)

Определим желаемую передаточную функцию параллельного непрерывного корректирующего устройства:

(40)

Так как реализация корректирующего устройства должна быть по возможности более простой, то анализируя формулы (38), (39), (40).

Построим ЛАХЧ последовательного корректирующего устройства

Рисунок 12 - ЛАЧХ последовательного корректирующего устройства

Полученное корректирующее устройство может быть реализовано в виде усилителя с неким коэффициентом усиления.

.

Рисунок 13 - Схема последовательного корректирующего устройства

Передаточная функция дифференцирующего четырехполюсника:

,(41)

Передаточная функция первого дифференцирующего четырехполюсника:

,(42)

где K_K1=R₂/(R₁+R₂)=0,4255;

T₁=R₁*C₁= 0,0392;

T₂=K_K1*T₁=0,0921.

При этом усилитель должен иметь коэффициент усиления:

К_у=1249/0.0921=13565(43)

5.2 Синтез дискретного корректирующего звена

Так как в данной САУ предусматривается установка цифрового микроконтроллера, который может осуществлять вычисление сигнала рассогласования, а при необходимости реализовывать программную коррекцию системы, то следует рассчитать программное корректирующее устройство.

Выберем интервал опроса датчиков (период дискретизации) 0.001 с для того чтобы обеспечить выполнение требуемого закона управление за время переходного процесса 0.04 с

Перейдем от непрерывной модели объекта к дискретной с интервалом дискретизации 0.001 c, используя экстраполятор нулевого порядка, для этого воспользуемся в программе MATLAB функцией преобразования непрерывной модели системы в дискретную (с2d) [7].

Ts=0.001;Wdis=c2d(Wp,Ts,'zoh') , получим передаточную функцию разомкнутой дискретной системы:

Умножая числитель и знаменатель выражения (43) на z^-1, получим

.(44)

Выражение (44) является передаточной функцией дискретного последовательного корректирующего устройства в формате цифрового фильтра. При этом множитель z^-1=e^-pT, представляет собой оператор задержки, то есть

z^-1*U_k=U_k-1, z^-2*U_k=U_k-2 и т. д.

Аналоговые фильтры, как известно, состоят из элементов L, R и С, а в некоторых случаях еще и из управляемых источников. Цифровые фильтры состоят из совсем других элементов, а именно:

a) элементов z^-1, осуществляющих единичные задержки на один такт T (регистры сдвига для хранения предыдущих значений входных и выходных сигналов), обозначают их в соответствии с рисунком 21, a;

б) перемножителей, которые выполняют умножение или масштабирование - рисунок 21, б;

в) сумматоров, они же могут выполнять и вычитание - рисунок 21, в.

Рисунок 14 - обозначение элементов цифровых фильтров

Рассмотрим реализацию передаточной функции цифрового фильтра прямым методом [2]. Он основан на том, что передаточной функции

,(46)

соответствует разностное уравнение

. (47)

Уравнению (47) отвечает схема на рисунке 22.

Рисунок 15 - Схема реализации разностного уравнения

Таким образом, передаточная функция последовательного дискретного корректирующего устройства реализуется в виде:



Рисунок 16 - Схема последовательного дискретного корректирующего устройства

5.3 Сравнение графиков переходных процессов

График отображающий переходные процессы до и после коррекции можно увидеть на рис. 17

Рисунок 24 - Переходные процессы в замкнутой системе до и после коррекции

Из графика видно что после коррекции переходный процесс стал устойчивым, т.е. коррекция было проведена верно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

автоматический управление самолет микроконтроллер

В состав спроектированной САУ подъема шасси спортивного самолета следует включить последовательное дискретное корректирующее устройство (микроконтроллер), потому что оно обеспечивает хорошие динамические характеристики, и при этом лишено недостатков аналогового корректирующего устройства. Так как двукратное дифференцирование сигнала пассивными четырехполюсниками ведет к повышению уровня помех, а также изменение характеристик R, C элементов в результате действия внешних факторов или старения скажется на динамических свойствах корректирующего устройства. Микроконтроллер за счет свойств цифрового сигнала менее подвержен помехам, и изменение характеристик полупроводниковых элементов меньше скажется на качестве регулирования.

Кроме того, путем программирования микроконтроллера, можно изменять его передаточную функцию, в зависимости от требуемых характеристик. Например, уменьшить время переходного процесса, или увеличить запасы устойчивости.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Володко А.М., Литвинов А.Л. Основы конструкции и технической эксплуатации пассажирских самолетов. -М.: Воениздат, 1986. -200с.:ил

2. Ладко П.Г. Двигатели постоянного тока -Л.: Аиздат, 1989. - 463с.: ил

3. Ермакова Н.П. Динамика регулирования гидро и пневмоустройств.: -М: Наука, 1985. -356.: ил

4.Карцев Е.А. Датчики физических величин. Московский институт электронного машиностроения.

5. Барташевич А.А. Технология производства мебели. Ростов н/Д: Феникс, 2003.

6. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник.- 10-e изд. M.: Гардарики, 2002.

7. Воронов А.А. Теория автоматического управления. М.:.Высш. шк., 1986.

8. Гордин Е.М., Стародуб К.Я. Автоматическое регулирование. М.:.Высш. шк., 1986.

9.Келим Ю.М. Типовые элементы систем автоматизированного управления. М.:ФОРУМ:ИНФРА-М, 2002.

10. Дьяконов В.П. MATLAB 6/6.1/6.5+Simulink 4/5 в математике и моделировании. Полное руководство пользователя. М.: СОЛОН-Пресс, 2003.

11. Горюнов Н.Н. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам. М.: Энергия, 1972.

12. Москаленко В.В. Системы автоматизированного управления электроприводом. М.: ИНФРА-М, 2004.

13. Орлов И.Н. Электротехнический справочник. М.:Энергоатомиздат, 1986.

14. Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования. М: Машиностроение, 1989г.

ПРИЛОЖЕНИЕ

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА САУ

З - задатчик (датчик высоты или АСУ ТП);

ВУ - микропроцессор Z-80А

У - усилительное звено LM675

ДПТ- двигатель постоянного тока ДП80-120-2

Н - насос НВТ 1 -0,4 -1984

ИССЛЕДОВАНИЕ ИСХОДНОЙ СИСТЕМЫ

Передаточная функция разомкнутой системы:



Передаточная функция замкнутой системы:

.

1. WkU=

Переходные процессы в замкнутой системе при различных способах коррекции



АФЧХ разомкнутой системы

СИНТЕЗ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ЗАПРЕТНОЙ ЗОНЫ

Зададим скорость g'= 27 и ускорение обработки g''=120 информации, а также показатель колебательности M=1.2, max ошибка регулирования =0,2 (Amax=0.65) =g''/g'=120/27=4.44 рад/с - псевдочастота A= Amax/=0.65/0.2=3.25 Дб тогда координаты рабочей точки (4.44 рад/с, 10.2 дБ)



Амплитуды сопрягающих частот

L1=

L2=

РАЗРАБОТКА НЕПРЕРЫВНОГО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

В случае последовательного корректирующего устройство полученного методом корневого годографа оно может быть реализовано в виде усилителя с коэффициентом усиления 15.

В случае последовательного корректирующего устройства, полученного методом Солодовникова желаемую передаточную функцию корректирующего звена можно реализовать двумя дифференцирующими четырехполюсниками с разделительным усилителем

ЛАЧХ корректирующих звеньев

Передаточная функция четырехполюсника:

,

KK1=R2/(R1+R2)=0,4255;

T1=R1*C1=0,0392; T2=KK1*T1=0,0921.

Схема последовательного корректирующего устройства

При этом усилитель должен иметь коэффициент усиления: Ку=1249/0.0921=13565

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСКРЕТНОЙ СИСТЕМЫ

Перейдем от непрерывной модели объекта к дискретной с интервалом дискретизации 0.001 c, используя экстраполятор нулевого порядка. Передаточная функция разомкнутой дискретной системы:



ЛАЧХ дискретной модели строится в зависимости от псевдочастоты л, при этом сначала проводится щ-преобразование заменяя z=(1+щ)/(1-щ), а затем осуществляется переход от W(щ) к частотному выражению передаточной функции через псевдочастоту л путем замены щ=0.5Tsлj.

РАЗРАБОТКА ДИСКРЕТНОГО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Передаточной функции дискретного последовательного корректирующего устройства в формате цифрового фильтра:

соответствует разностное уравнение

,

При этом множитель z-1=e-pT, представляет собой оператор задержки, то есть z-1*Uk=Uk-1, z-2*Uk=Uk-2 и т. д.

Схема реализации разностного уравнения

В данном случае Схема последовательного дискретного корректирующего устройства

ВЫБОР КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

1. WkU=

2.

3.

Переходные процессы в замкнутой системе при различных способах коррекции

Размещено на Allbest.ru