
- •Содержание
- •Аннотация
- •1 Описание привода
- •2 Построение функциональной схемы системы
- •3 Определение потребной мощности привода
- •4 Составление уравнений элементов гидросистемы, определение численных коэффициентов, нахождение передаточных функций
- •4.1 Электромеханический преобразователь
- •4.2 Гидроусилитель сопло-заслонка с пружинной синхронной связью
- •4.3 Гидроцилиндр
- •4.4 Передаточная функция потенциометра
- •4.5 Передаточная функция идпз
- •4.6 Передаточная функция электронного блока
- •5 Передаточная функция разомкнутой системы
- •6 Переходный процесс замкнутой системы
- •7 Коррекция системы
- •7.1 Построение желаемой лачх [10] Построение желаемой лачх в нижне-частотной области
- •Построение желаемой лачх в средне-частотной области
- •7.2 Выбор корректирующего устройства
- •8 Заключение
- •Список используемой литературы
4.3 Гидроцилиндр
Уравнения, описывающие работу гидроцилиндра:
Расход через гидроцилиндр:
,
(4.20)
Уравнение движения:
,
(4.21)
–перемещение
поршня ГЦ.
–коэффициент
пропорциональности между расходом
через щель и перемещением золотника
–коэффициент
пропорциональности между расходом
через щель и давлением
–коэффициент
вязкого трения поршня гидроцилиндра
Передаточная функция гидроцилиндра:
(4.22)
Нагрузка на гидроцилиндре:
Н
С
учетом силы трения считаем
кН.
Площадь рабочей поверхности гидроцилиндра в первом приближении:
Принимаем
мм,
мм.
Реальная площадь поверхности гидроцилиндра:
.
Расход, необходимый для движения поршня с заданной скоростью:
.
(4.23)
Коэффициент передачи:
(4.24)
Коэффициент динамической жесткости гидроцилиндра:
,
(4.25)
Постоянная времени гидроцилиндра:
с.
(4.26)
где
– масса подвижных частей,
Па
– приведенный модуль упругости стенок
гидроцилиндра и жидкости
–длина
хода поршня гидроцилиндра.
Относительный коэффициент демпфирования колебаний:
,
(4.27)
где – приведенный коэффициент вязкого
трения.
Передаточная функция гидроцилиндра:
,
Так
как
вместо одного
колебательного звена имеем два
апериодических:
4.4 Передаточная функция потенциометра
В данном случае потенциометр выполняет роль усилительного звена и описывается уравнением:
,
,
примем
максимальное входное напряжение на
потенциометре
В,
м – максимальное перемещение поршня.
4.5 Передаточная функция идпз
Считаем закон, описывающий работу ИДПЗ следующим:
,
(4.28)
где
,
согласно вариантуn=20:
с.
–выходное
напряжение ИДПЗ;
–перемещение
золотника.
Уравнение (4.28) преобразуем по Лапласу при ННУ:
(4.29)
Изобразим уравнение (4.29) в виде передаточной функции ИДПЗ:
,
(4.30)
примем
4.6 Передаточная функция электронного блока
(4.31)
5 Передаточная функция разомкнутой системы
Структурная
схема разомкнутой системы получается
путем включения главной обратной связи
коэффициента
в прямую цепь (рис. 6):
Рис. 6 – Структурная схема разомкнутой системы
Для передаточной функции разомкнутой системы имеем:
(5.1)
Подставим значения передаточных функций вычисленных в пункте 4:
Построим график переходного процесса разомкнутой системы с помощью программы Vissim (рис. 7):
Рис. 7 – Переходный процесс разомкнутой системы
На рисунке 7 графики переходного процесса преобразованной разомкнутой системы и непреобразованной совпадают, это говорит о том, что структурные преобразования проведены верно.
Зная
передаточную функцию
,
построим ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы
с помощью программыVissim
(рис. 8, 9):
Рис. 8 – ЛАЧХ Разомкнутой системы
Рис. 9 – ЛФЧХ Разомкнутой системы
На рисунках 8 и 9 видно, что ЛАЧХ разомкнутой системы пересекает линию «0» на частоте 0,06 Гц, а ЛФЧХ разомкнутой системы пересекает линию «180 градусов» на частоте 0,36 Гц. Так как 0,06 Гц<0,36 Гц, можно сделать вывод о том, что замкнутая система устойчива.