- •Саратовский государственный технический университет
- •1. Система стабилизации скорости вращения двигателя
- •2. Система стабилизации напряжения генератора
- •На вход регулятора поступает сигнал, пропорциональный разности
- •3. Система стабилизации крена управляемого снаряда
- •4. Позиционная следящая система
- •5. Система стабилизации тангажа самолета
- •6. Техническое задание на проектирование
- •Методические указания по выполнению работы
- •1. Составление и анализ математической модели объекта управления и структурной схемы системы.
- •2. Исследование возможности решения задачи с помощью простейшего (статического) регулятора.
- •3. Синтез и реализация непрерывного закона управления, удовлетворяющего требованиям технического задания.
- •4. Анализ замкнутой системы управления с непрерывным регулятором.
- •5. Синтез и анализ системы управления с цифровым регулятором
3. Система стабилизации крена управляемого снаряда
Система предназначена для стабилизации управляемого снаряда по крену. Схема снаряда с принятыми обозначениями изображена на рис.3.
Если рассматривать вращение снаряда, как твердого тела вокруг продольной оси х, то уравнение движения можно записать в виде:
,
где – момент инерции снаряда относительно продольной оси; – угловая скорость вращения вокруг оси x; – момент внешних сил, прикладываемых к снаряду относительно оси x; – аэродинамический момент, обусловленный поворотом элеронов на угол . При этом момент зависит как от угла поворота элеронов, так и от угловой скорости вращения снаряда, т.е.
,
где С и – коэффициенты пропорциональности, причем– называется эффективностью элеронов, а отношение представляет собой постоянную времени снаряда при движении по крену.
Система работает следующим образом. При действии на снаряд внешнего возмущающего момента относительно продольной оси начинает изменяться угол крена . С датчика угла, в качестве которого используется гировертикаль, появляется электрический сигнал рассогласования между текущим значением угла крена и некоторым заданным. Этот сигнал поступает на регулятор, который вырабатывает управляющее воздействие на привод для элеронов. Элероны, поворачиваясь на некоторый угол , создают аэродинамический момент , направленный противоположно внешнему возмущающему моменту, так что снаряд приобретает крен, близкий к заданному.
Кроме основного сигнала с гировертикали на регулятор могут подаваться также сигналы с датчика угловой скорости вращения относительно оси x и с датчика положения элеронов.
Исходные данные для проектирования приведены в таблице 3.
Таблица 3
№ варианта
|
Показатели качества |
Параметры объекта |
Коэффициенты передачи измерителей |
Внешний возмущающий момент
| |||||||||
Ошибка регулирования
|
Время регулирования
|
Показатель колебательности
|
Радиус устойчивости
|
Эффективность элеронов
|
Постоянная времени
|
Коэффициент передачи привода
|
Постоянная времени привода
|
Момент инерции снаряда
|
По углу крена
|
По угловой скорости
|
По углу отклонения элеронов
| ||
1 |
1.0 |
2.0 |
1.3 |
- |
10.0 |
0.8 |
0.03 |
0.07 |
2.0 |
5.5 |
- |
6.4 |
2.5 |
2 |
1.2 |
3.5 |
- |
0.75 |
11.2 |
0.7 |
0.05 |
0.05 |
1.58 |
8.2 |
2.3 |
- |
3.0 |
3 |
1.4 |
2.5 |
1.35 |
- |
14.0 |
1.2 |
0.04 |
0.16 |
1.81 |
7.5 |
5.8 |
- |
2.1 |
4 |
0.5 |
3.0 |
- |
0.82 |
8.0 |
1.0 |
0.07 |
0.09 |
2.81 |
6.3 |
- |
7.3 |
4.5 |
5 |
0.8 |
4.0 |
1.22 |
- |
9.0 |
1.2 |
0.02 |
0.125 |
2.5 |
9.5 |
2.5 |
- |
2.0 |
6 |
0.9 |
3.0 |
- |
0.85 |
12.0 |
1.0 |
0.08 |
0.09 |
1.8 |
8.4 |
- |
5.4 |
1.8 |
7 |
0.8 |
2.0 |
1.18 |
- |
13.0 |
0.8 |
0.02 |
0.1 |
2.8 |
7.5 |
6.3 |
- |
2.8 |
8 |
1.1 |
8.5 |
- |
0.78 |
8.2 |
0.9 |
0.1 |
0.11 |
2.5 |
5.8 |
2.8 |
- |
3.0 |
9 |
1.2 |
2.0 |
1.37 |
- |
7.5 |
0.35 |
0.02 |
0.09 |
1.33 |
6.2 |
3.9 |
- |
4.8 |
10 |
1.4 |
3.0 |
- |
0.73 |
6.3 |
0.59 |
0.04 |
0.06 |
1.29 |
5.3 |
- |
6.7 |
3.1 |
11 |
1.6 |
3.5 |
1.4 |
- |
5.2 |
0.71 |
0.02 |
0.07 |
1.11 |
4.8 |
- |
5.0 |
2.8 |
12 |
1.7 |
2.0 |
- |
0.76 |
8.4 |
0.82 |
0.03 |
0.08 |
1.11 |
5.6 |
4.3 |
- |
2.3 |
13 |
1.5 |
2.5 |
1.45 |
- |
9.3 |
0.95 |
0.07 |
0.09 |
1.75 |
8.3 |
- |
7.1 |
2.8 |
14 |
1.4 |
3.0 |
- |
0.8 |
7.6 |
1.2 |
0.08 |
0.1 |
2.38 |
8.7 |
- |
4.0 |
3.1 |
15 |
1.3 |
2.5 |
1.38 |
- |
5.8 |
1.1 |
0.09 |
0.12 |
2.0 |
7.8 |
2.0 |
- |
2.4 |
Примечания:
1. В качестве объекта управления в этой системе принять управляемый снаряд и привод для элеронов, который представляется апериодическим звеном с постоянной времени и коэффициентом передачи.
2. При анализе системы считать, что внешний возмущающий момент носит ступенчатый характер.