Из уравнения (1.20) получается передаточная функция орудия:

м 0( р ) р{Тйр + \)'

Итак, стабилизированное САО по своим динамическим свой­ ствам представляет собой в первом приближении инерционное звено первого порядка (множитель 1/ р показывает, что в качестве выходной величины взят угол, а не скорость).

Если орудие полностью не уравновешено (наличие маятнико­ вое™ орудия, то ось цапф смещается относительно центра тяжести вверх). Тогда в уравнение (1.19) должны входить дополнительные члены, обусловленные появлением дополнительных инерционных моментов.

1.4.Структурный анализ линейных САР

1.4.1.Структурная схема САР

Для упрощения анализа систем автоматического управления используются структурные схемы. Структурной схемой САР назы­ вается ее графическое изображение, отображающее элементы с точки зрения их передаточных функций и связи между ними. Структурная схема может быть получена из функциональной схе­ мы, если определены передаточные функции элементов. Она может быть составлена на основе известных уравнений системы.

Элементы системы на структурной схеме изображаются в виде прямоугольников с обозначением входной и выходной величины. Внутри прямоугольника записывается передаточная функция. Опе­ рация алгебраического суммирования нескольких величин отража­ ется в виде сумматора, изображаемого кружком. Элементы струк­ турной схемы, откуда выходит несколько сигналов, равных вход­ ному, принято называть узлами разветвления или просто узлами.

Общим в функциональных и структурных схемах является то, что и те и другие отражают процесс передачи и переработки сигна­ ла в замкнутом контуре системы регулирования. Однако между ними есть четкое различие: функциональные схемы характеризуют систему по элементам с точки зрения их назначения или выполня­ емых функций; структурные схемы, состоящие из звеньев направ­ ленного действия, описывают математически динамические свой­ ства системы. В свою очередь под блок-схемой можно понимать совокупность отдельных блоков, скомпанованных из элементов (устройств) по их назначению (блок питания, блок усилителей, блок гироскопов, блок предохранителей и т. д.).

Рис. 1.21. Функциональная схема следящей системы

На рис. 1.21 представлена функциональная схема следящей си­ стемы управления положением антенны (рис. 1.5). На схеме указа­ ны жесткая и гибкая отрицательные обратные связи. Жесткая связь по углу рассогласования Да формируется встречным включением потенциометров П3 и Пп и механической связью с объектом (антен­ ной). Гибкая связь формируется тахогенератором ТГ, который вращается от вала исполнительного двигателя и вырабатывает напряжение обратной связи Uoc поступающее на вход усилителя.

На рис. 1.22 представлена структурная схема следящей систе­ мы. По существу эта схема представляет собой графическое изоб­ ражение дифференциальных уравнений в виде соответствующих им передаточных функций:

- передаточная функция потенциометров, если они одинаковы

WAp)=TДаT(р)) =K'''

где Ка- коэффициент передачи потенциометров; - передаточная функция усилителя

ДU (р)

где Ку- коэффициент усиления усилителя; - передаточная функция электродвигателя постоянного тока с

независимым возбуждением

1

Передаточная функция последовательно соединенных звеньев равна произведению передаточных функций звеньев.

Параллельное соединение звеньев. Из рис. 1.24:

*вых(р) = Х 1(р) + Х2 (р) + ...+ Хя(р).

Рис. 1.24. Параллельное соеди­

нение звеньев

Передаточная функция парал­

лельно соединенных звеньев равна алгебраической сумме передаточных функций звеньев. При раз­ личных знаках сигналов передаточные функции суммируются со своими знаками. Знак минус указывается у сумматоров.

Встречно-параллельное соединение звеньев (рис. 1.25). Передаточная функция прямой цепи W,(p), а цепи обратной

связи W2 (p):

хшх(р) = Щ р) •а* (.р)=Щр)[хт(р)+ х ж(р)\=

=Wl(p)[XBX(p) + X Bb{X(p)-W2 (p)].