книги из ГПНТБ / Основы авиационной автоматики учеб. пособие

анализа переходных процессов, соответствующих типовым ве­

выполнить следующие условия:

308

а) для последовательного корректирующего устройства

где <ог — частоты сопряжения L ( с о ) ;

ш/ ж — частоты сопряжения Ьж(ш).

В атом случае параметры элементов исходной системы совпа­ дают с параметрами элементов скорректированной системы;

б) для параллельного корректирующего устройства

и о)8, со2 — параметры ЛАЧХ исходной системы (без коррек­ ции). Окончательный вид возможной желаемой ЛАЧХ пред­ ставлен на рис. 5.29.

§ 5.9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ, СХЕМЫ РЕАЛИЗАЦИИ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

И ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА СКОРРЕКТИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ

309

мы. Для нахождения основных параметров качества регули­ рования можно воспользоваться количественной связью, су­ ществующей между параметрами логарифмической амплитуд­ но-частотной характеристики разомкнутой системы и показате­ лями качества. Эти связи положены в основу построения но­ мограмм Честната—Майера и Солодовникова, представляющих собой графические зависимости между характерными парамет­ рами качества и типовых ЛАЧХ.

К типовым ЛАЧХ систем первого порядка астатизма отно­

и имеющие вид рис. 5.31

310

Рис . 5.30. Таблицы корректирующих фильтров

В зависимости от комбинаций значений величин а и ß для астатических систем 1-го порядка различают четыре типа лога­ рифмических амплитудно-частотных характеристик. Соответст­ вующие им определенные передаточные функции и ЛАЧХ при-

Рис. 5.31. Типовая ЛАЧХ

састатизмом первого порядка

ведены на рис. 5.32. Указанные типовые ЛАЧХ полностью опре­ деляются следующими четырьмя параметрами:

Номограммы Честната—Майера позволяют по величинам оп­ ределить следующие характеристики качества переходного про­ цесса и амплитудно-частотной характеристики (см. рис. 5.33):

tp — время регулирования;

hm — максимальное значение переходной функции (пере­ ходного процесса);

tm— время, соответствующее максимуму переходной функции /г(0;

со,— круговую частоту колебаний h{t) около установив­ шегося значения;

Фт — максимальное значение амплитудно-частотной ха­ рактеристики замкнутой системы;

сор— резонансную частоту амплитудной характеристики замкнутой системы.

Номограммы Солодовникова (см. приложение 3) позволяют по параметрам (5.146) ЛАЧХ определить:

tp — время регулирования;

Ahm— величину перерегулирования; Д<Рз — запас устойчивости по фазе;

Si, S 2 — первый и второй коэффициенты ошибок.

3 1 4

Рис. 5.32. Таблица ЛАЧХ

315-

Порядок нахождения показателей качества скорректирован­ ной системы по данным номограммам следующий:

1. По рис. 5.32 определяем тип ЛАЧХ, которому соответству­ ет логарифмическая амплитудно-частотная характеристика скор­ ректированной системы, и .выбираем соответствующие номо­ граммы.

3.Из номограмм, соответствующих данному типу ЛАЧХ, вы­ бираем ту, которая отвечает вычисленному значению

4.По отношению— и кривым, соответствующим вычислен­

ие Шс ному значению — , определяем показатели качества.

П р и м е р 1. Синтез корректирующего устройства методом логарифмических частотных характеристик.

На рис. 5.34 представлена упрощенная функциональная схе­ ма следящей системы дистанционного' управления артиллерий­ ской установкой самолета (турелью).

Р и с. 5.34. Функциональная схема следящей системы дистанционного уп­ равления артиллерийской установкой самолета

316

Назначением системы является согласование угловых положе­ ний турели $(t) и прицельной станции а (t).

В качестве чувствительного элемента для измерения рассо­

датчика (СД), работающих в трансформаторном режиме. Ротор сельсина-датчика механически связан с осью прицельной стан­ ции, а ротор сельсина-приемника — с осью турели. При малых углах рассогласования между положениями осей прицельной станции и турели выходное напряжение датчика Uc(t), снимае­ мое с сельсина-приемника, будет пропорционально этому рассо­ гласованию, т. е.

вход электронного усилителя-преобразователя (ЭУ), с выхода ко­ торого снимается сигнал в виде напряжения постоянного тока Uy{t), пропорциональный Uz(t).

Далее сигнал Uy(i) поступает в управляющую обмотку электромашинного усилителя (ЭМУ). В системе для повышения качества процессов управления турелью предусмотрено исполь­ зование корректирующего устройства, образующего местную отрицательную обратную связь.

Сигнал с выхода корректирующего устройства поступает совместно с выходным сигналом сельсинного датчика рассогла­ сования на вход электронного усилителя (ЭУ), выходной сиг­ нал которого Uy(t) подается на управляющую обмотку однокаскадного электром ашинного усилителя (ЭМУ).

Напряжение U3{t)y снимаемое с электромашинного усили­ теля, подается на двигатель постоянного тока (Д), вал которо­ го через редуктор связан с осью турели.

При рассогласовании в угловых положениях прицельной станции и турели, т. е. при в{1)ф0, сигнал, поступающий в уп­ равляющую обмотку двигателя, отличается от нуля, т. е. Ua(t) =t=0, что вызывает вращение вала двигателя и, через ре­ дуктор, вращение турели и ротора сельсина-приемника в сто­ рону уменьшения рассогласования и после окончания переход­ ных процессов приводит ось турели в согласованное положение с осью прицельной станции [е [t) = 0|.

Рассмотрим основные элементы системы.

1. Д в и г а т е л ь . В качестве сервомотора в системе исполь­ зуется двигатель постоянного тока с независимым возбуждени­

хода п0 — 4400 [об/мин].

3 1 7

пользуется однокаскадный ЭМУ. Постоянная времени обмотки управления ЭМУ Тэыу= 0,02. При напряжении на обмотке уп­

ме, можно считать безынерционным элементом с коэффициен­

при малых рассогласованиях можно считать линейным безынер­ ционным элементом с коэффициентом усиления Кс = 1 [В/град].

Рассмотрим основные технические требования, предъявляе­

мые к системе.

1. Система должна обеспечивать точное (без ошибки) со­ гласование оси турели с осью прицельной станции при посто­ янном положении прицельной станции.

2. При равномерном движении оси прицельной станции со скоростью öl(() = 20 ГРал рассогласование между ее угловым

положением и угловым положен,нем оси турели -в установив­ шемся режиме не должно по величине превосходить &=

=9 [угл.мин].

3.Система должна обладать удовлетворительным качест­

вом регулирования в переходных режимах, обеспечивая:

пользовать устройство, реализуемое посредством R —С элемен­

тов.

Исходя из технических условий и заданных характеристик элементов, выбрать структуру и параметры корректирующего устройства, обеспечивающего в целом выполнение системой предъявляемых к ней требований.

1. Обосновать необходимость использования в системе кор­ ректирующего устройства:

а) по заданной функциональной схеме составить структур­ ную схему следящей системы;

б) определить передаточные функции заданных элементов и численные значения их параметров;

в) методом логарифмических частотных характеристик ис­ следовать устойчивость и качество системы без корректирую­

щего устройства.

Доказать невозможность выполнения заданных требований в системе без корректирующего устройства.

318