Отсюда следует , что увеличение добротности форсирует быстродействие эгу, но одновременно снижается его демпфирование , т.Е. Повышается колебательность .

Следует учитывать , что высокие динамические свойства ЭГУ – 3 реализуются только при достаточно малых амплитудах колебаний золотника (в линейной зоне) , где еще не проявляется насыщение ГУ по расходу .

На этом рассмотрение различных схем и характеристик ЭГУ разных типов заканчивается. Следующими элементами контура ЭГСП являются УСО и датчик обратной связи.

Современные аналоговые усилители сигнала ошибки , построенные на быстродействующих операционных усилителях с непосредственной связью между каскадами, имеют полосу пропускания десятки килогерц , их можно считать безинерционными и представить уравнениями :

Уравнение алгебраического сумматора , выделяющего напряжение ошибки U_ = U_вх – U_oc ,

Уравнение усилителя U_y = k_y U_ ,

где U_ - напряжение сигнала ошибки , U_вх – входное управляющее напряжение, отслеживаемое приводом, U_oc – напряжение обратной связи , k_y – коэффициент усиления УСО .

В случае использования цифровой электроники усилитель может давать временное запаздывание, зависящее от частоты квантования по времени.

Если указанная частота не превышает 500Гц, данное запаздывание приходится учитывать в расчетах и при проектировании привода. Однако возможности современных процессоров позволяют поднять частоту квантования до 1000Гц и более при разрядности чисел до 12. В таком случае цифровые УСО также можно считать безинерционными , поскольку их временные характеристики идентичны аналоговым.

Для потенциометрических датчиков обратной связи , запитываемых постоянным напряжением , уравнение имеет вид :

U_oc = k_oc y ,

здесь k_oc – коэффициент обратной связи , у – перемещение выходного звена привода .

Для магнитоэлектрических ( индукционных ) ДОС переменного тока , работающих совместно с фазочувствительными выпрямителями (демодуляторами) , имеющими на выходе фильтры подавления пульсаций , напряжение U_oc в операторной форме запишется так :

U_oc = k_oc y / ( T_oc s + 1 ) ,

T_oc – постоянная времени фильтра .

Для современных индукционных ДОС с частотой питающего напряжения 2 кГц и выше Т_ос очень мала и в большинстве случаев ею можно пренебречь .

На этом рассмотрение элементов контура типового ЭГСП можно закончить и перейти к анализу характеристик следящего привода в целом.

Лекция 16.

На основании полученных выше дифференциальных уравнений отдельных элементов привода запишем общую систему его уравнений в операторной форме :

1. Уравнения УСО: U_q(s)=U_вх(s) – U_oc(s) , U_y (s) = k_y U_q (s) .

2. Уравнение электрической цепи ЭМП: (Т_Ls+1) i_y(s) = (1/R_S) U_y (s) .

3. Уравнение ЭГУ : ( Т_эгу s + 1 ) Х(s) = k_эгу i_y (s) .

4. Уравнение ДГП : s ( T_к² s² + 2 T_к x_к s + 1) y (s) = k_Vx Х (s) .

5. Уравнение ДОС : U_oc = k_oc y (s) .

В этой системе ЭГУ учитывается в упрощенном виде как апериодическое звено, ДГП представлен жесткой моделью, а ДОС не имеет запаздывания ( рассматривается датчик потенциометрического типа).

Отсюда линеаризованная структурная динамическая схема привода примет вид, показанный на рис.68:

1/R_S

_¾¾¾¾¾¾

T_L s + 1

k_эгу

¾¾¾¾

Т_эгу s + 1

k_Vx

¾¾¾¾¾¾¾¾¾

s ( Т_к² s²+2T_к x_к s + 1 )

U

k_y

_вх U_q U_y i_y x y

-

k_oc

U_oc

Рис.68

Рассмотрим основные статические и динамические параметры типового ЭГСП. К статическим параметрам относятся :

1. Коэффициент передачи К_п = у/U_вх = 1/ k_oc . Действительно, в установившемся состоянии должно соблюдаться равенство U_вх =U_oc = k_oc y. Отсюда следует записанное выше выражение.

Необходимо отметить, что произвольное задание К_п недопустимо, он жестко определяется требованиями надсистемы, в которой привод является исполнительным устройством. Если, например, привод рулевой, то величину К_п устанавливает система управления ЛА.

2. Коэффициент добротности К_д = k_y ( 1/R_S ) k_эгу k_Vx k_oc [1/c]

является общим коэффициентом усиления контура привода , он определяется как заданной точностью ( исходя из статической ошибки при движении с постоянной скоростью ), так и требуемым быстродействием привода .

Величина статической ошибки при слежении с постоянной скоростью равна D у = (dy/dt) / К_д . Это иллюстрируется рис. 69.

Рис.69

Движение привода в процессе отслеживания несколько отстает от заданной траектории эквивалентного входного сигнала (в виде перемещения), создавая ошибку. Она является источником движения, что следует из принципа работы следящего привода. Без ошибки нет движения, но важно ее минимизировать, например, увеличением добротности.

Вместе с тем повышать добротность без ограничения не представляется возможным вследствие снижения динамической точности и возможной потери устойчивости.