- •БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ
- •Структурная схема САУ торпедой
- •Проверка устойчивости САУ по критерию Шур-
- •Логарифмические характеристики САУ
- •Выбор последовательного корректирующего устройства
- •Алгоритм работы программы коррекции
- •СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ
КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине
Локальные системы управления
Система
автоматического
управления торпедойВыполнил ст. гр. УИТ – 52 Цуприкова А.А.
Принял к.т.н. каф. УИТ Скоробогатова Т.Н.
Структурная схема САУ торпедой
|
P |
|
|
U1 |
|
|
|
|
U2 |
|
|
U3 |
|
|
Дв |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Д1 |
|
МП |
|
У |
|
ДВ |
Р |
Гт |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
где Д1 – датчик давления; |
|
|
|
|
Р – редуктор; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
МП – микропроцессор |
|
|
|
|
Гт – гидротурбина |
||||||||||||||||||||||
У – усилитель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д2 – датчик перемещения |
||||||||||||||
ДВ – электродвигатель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Габариты, мм |
|
|
ПАРАМЕТРЫ УПРАВЛЯЕМОЙ СИСТЕМЫ: |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
533,4Х8200 |
||||
Вес снаряда, кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2700 |
||||||||
Эффективная дальность стрельбы, км |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|||||||||||||||||||
Скорость выпущенного снаряда, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90- |
||||||||||||||||
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
||||
Время срабатывания, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Рабочая среда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вода |
|||
Температура окружающей среды, °С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+20 – 0 |
|||||||||||||||
Давление при погружении на 10 м, Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
105 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||||
Время регулирования не более tp, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет датчика |
|
|
|
|
|
|||
|
|
перемещения обратной |
|
|
|
|||||
|
|
связи |
|
|
|
|
|
|||
Преобразование линейного перемещения в угол поворота источника света |
|
|
|
|||||||
описывается зависимостью вида: |
|
|
(l) kn l |
|||||||
|
|
|
|
|
где kп - угловой коэффициент преобразования, рад/м; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
- угол поворота источника света, рад; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l – перемещение штока гидроцилиндра, м. |
k |
max |
|
|
|
Угловой коэффициент преобразования рассчитывается следующим образом:n l |
1800 |
|||||||||
|
|
|
|
|
где max – максимальный угол поворота источника света,max |
|
|
|||
|
|
|
|
|
max=70 рад; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Imax – максимальное отклонение штока гидроцилиндра, |
|
|
|||
|
|
|
|
|
lmax=0,2 м. |
|
(l) 0.194 l |
|||
Тогда получим зависимость вида: |
||||||||||
Изменение угла поворота источника света влечет за собой изменение напряжения на |
||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
U ( ) ks |
|
||
выходе датчика: |
|
где ks – коэффициент преобразования, характеризующий |
||||||||
2зависимость |
|
|
||||||||
|
|
напряжения от площади светового |
||||||||
U(φ) потока, ks=0.082 В/рад. |
|
|
|
|
|
|||||
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
Проверка устойчивости САУ по критерию Шур-
Кона
Передаточная функция замкнутой САР:
|
|
|
W(p) 6.28 |
|
|
1.26 10 3 |
|
1.99 10 3 |
|
|
8.90 10 |
3 |
|
|
184. |
|
|
|
190. |
|||
|
|
|
|
(p 286.)1. |
|
|
(p 2.00)1. |
(p 1.93)1 |
||||||||||||||
|
|
|
p |
|
|
(p 333.)1. |
|
(p 15.6)1. |
|
|||||||||||||
Переход от операторной формы к z –форме выполняется по формуле: |
Wз(P) |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W(z) = |
|
z |
1 |
|
|||||||
z 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|||||||||
|
|
- фиксатор нулевого порядка, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
|
||||
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Передаточная функция в z-форме имеет вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.19 10145 |
||||||||
|
|
|
2.90 10271 z 9.97 10278 z2. 3.31 10282 z3. |
2.32 10283 z5. 4.86 10283 z4. |
||||||||||||||||||
|
|
W(z) .100 |
|
1. |
|
1. |
|
|
|
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
6.25 10143 z |
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. (20. z 3.)1. |
||||||||
|
|
|
|
1.00 10127 z |
11. 1.00 108 z 17. |
(50. z 7.) |
Характеристическое уравнение в z – форме имеет вид:
D(z) 6.25 10143 z 3. 1. 1.00 10127 z 11. 1. 1.00 108 z 17. 1. (50. z 7.)1. (20. z 3.)1.
4.80 10-144
|
|
|
|
-126 |
|
D(z) |
solve z |
|
1.10 10 |
|
|
float 3 |
|
|
-7 |
|
|
|
|
|
1.70 10 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
.140 |
|
|
|
|
|
.150 |
|
|
|
|
|
|
Логарифмические характеристики САУ
|
|
|
ЖЛАЧХ |
|
|
|
|
|
|
||
|
ЛАЧХ - |
|
|
|
|
|
|
ЛАЧХ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20дБ/дек |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
КУ |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
60дБ/дек |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Передаточная функция разомкнутой системы: |
40дБ/дек |
114000000. |
|
|
|||||||
|
W(p) |
float 3 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
simplify |
|
|
|
|
|
|||||
|
(p 2.) (3. p 1000.) (p 1.) (7. p 2000.) (3. p 50.) |
||||||||||
Передаточная функция полученной желаемой ЛАЧХ:W ( ) |
8 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
19 1 18 1 34.5 1 126 1 2 |
|
|||||
Передаточную функцию последовательного корректирующегоК |
звена: |
1 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
W |
( ) 15.152 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.068 1 |
Выбор последовательного корректирующего устройства
|
|
|
|
|
R2 |
|
|
|
|
|
|
Передаточная функция корректирующего устройства: |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W ( ) |
T1 1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T2 1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где T1=R2∙C2= 15,152; |
|
|
|
|
|
|
k |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Uвх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 Uвых |
|
|
|
R |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
1 T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T2= R1 R2 C2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задаемся значением: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
P |
|
U1 |
U2 |
С1=10 мкФ. Тогда R1=15 МОм, а R2=1,2МОм |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U3 |
|
Дв |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КУ |
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
ДВ |
|
|
Р |
|
Гт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д1 |
|
|
|
|
МП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Алгоритм работы программы коррекции
Разностное уравнение:y(t) 0.86yk 1 207.6xk 1 207.5xk 2
начало
yk-1=0; xk-1=0; xk-2=0;
Чтение входного сигнала и помещение его в xk-1
y(t) 0.86yk 1 207.6xk 1 207.5xk 2
yk-1=yk xk-2=xk-1; xk-1=xk
Вывод
управляющего сигнала ук
конец