Московский Авиационный Институт

(Государственный Технический Университет)

Кафедра “Системы приводов авиационной техники ”

Курсовая работа

на тему:

«Динамика основного контура

рулевого привода»

по курсу:

«Динамика систем приводов»

Вариант №5

Выполнила: студентка группы 07-505

Карева Елена Михайловна

Проверила: Козлова Нина Михайловна

Москва

2007

Оглавление

. Исходные данные для расчета

.Расчет линейной системы

1. Определение параметров ЖЛАХ, обеспечивающие динамическую точность,

удовлетворяющую заданным требованиям

2. Коррекция привода с помощью последовательного корректирующего

устройства (ПКУ)

3. Коррекция привода с помощью обратной связи (КОС)

4. Определить влияние изменения Т_м в пределах -30% ...+80% на устойчивость

привода с ПКУ и КОС

.Расчет цифровой системы

1. Приведение системы к одноконтурному виду

2. Представление W(s) в виде суммы простых звеньев

3. Замена звеньев для W(s) его ЛПХ

4. Приведение к виду, удобному для построения ЛПХ

V. Моделирование линейной и цифровой систем

. Исходные данные для расчета

Передаточная функция некорректированного привода имеет вид:

(1)

Показатель колебательности М≤1,2

.Расчет линейной системы

1.Определение параметров ЖЛАХ, обеспечивающие динамическую точность, удовлетворяющую заданным требованиям

а) определение желаемой добротности по скорости и ускорению:

б) построение запретной области

в) формирование ЖЛАХ, обеспечивающую заданную точность и устойчивость.

Точность: низкочастотная асимптота ЖЛАХ с наклоном "-1" совпадает с границей запретной области. .

Устойчивость: обеспечивается участком низкочастотной асимптоты ЖЛАХ с наклоном "-1" в области частоты среза. Длина участка и расположение частоты среза зависит от способа коррекции.

Левая граница всегда совпадает с границей запретной области.

2. Коррекция привода с помощью последовательного корректирующего устройства (ПКУ)

Структурная схема скорректированного привода имеет вид, представленный на рис.1:

После коррекции система окажется близка к типу -2-1-3. Поэтому можно рассчитать требуемые значения h и  по следующим формулам:

Таким образом, можно построить ЛАХ желаемой характеристики.

Выбираем тип ПКУ, для этого накладываем на желаемую характеристику ЛАХ :

Построение изображено на рис.2

Условие не соблюдается, поэтому необходима комбинированная коррекция, состоящая из ИДКУ и ДКУ.

Определяем требуемую характеристику ПКУ как разность ЛАХ и ЖЛАХ.

Полученная ЛАХ до частоты совпадает с ИДКУ, но, начиная с и до , наклон ЛАХ корректирующего устройства должен быть "+2". Это достигается путем ввода дополнительного ДКУ с параметрами:

Очевидно, что после построения ЛАХ скорректированного привода для обеспечения заданных динамических свойств необходимо применение двух последовательных корректирующих устройств:

1. ИДКУ с передаточной функцией вида

2. ДКУ с передаточной функцией вида:

Расчет на ЭВМ, используя программу LVR_lach.exe, точные амплитудную и фазовую характеристики корректированной системы.

Проверяем удовлетворяются ли требования по динамической точности:

- ЛАХ системы нигде не попадает в запретную область;

- Показатель колебтельности М=1,21М_треб , где М_треб=1,2

Таблица из LVR_lach с М=1,21 (Рис.3)

Рис.3

Видно, что выполняются не все условия. Поэтому требуется уточнить коррекцию.

Для уменьшения показателя колебательности, необходимо уменьшить до значения равного . Тем самым избавляемся от резкого перехода с "-1" на "-3", добавляя участок с наклоном "-2". (рис.4)

Окончательный вид передаточных функций имеет вид:

1. ИДКУ с передаточной функцией вида

2. ДКУ с передаточной функцией вида:

С новыми параметрами ДКУ:

- ЛАХ системы нигде не попадает в запретную область;

- Показатель колебательности М=1,20 ≤ М_треб , где М_треб=1,2

На рис.4 приведены ЛАХ исходной, скорректированной системы и ПКУ.

Таблица из LVR_lach с М=1,20 (Рис.5а)

Рис.5а

Распечатка логарифмических характеристик (Рис.5б)

Рис.5б

Так как все условия выполняются, то дополнительного уточнения коррекция не требует.

1. Коррекция привода с помощью обратной связи (кос)

Структурная схема скорректированного привода имеет вид (рис.6)

После коррекции система окажется близка к типу -2-1-3к. Поэтому можно рассчитать требуемые значения h и  по следующим формулам:

Частота среза на середине отрезка lgh, т.е.

Все данные желаемой характеристики определены. Отличие от ПК только в длине участка, определяющего устойчивость ЛАХ . ЖЛАХ строится в том же масштабе, что и для ПКУ.

Накладываем на желаемую характеристику ЛАХ :

Построение изображено на рис.7

Для определения параметров КОС необходимо совместить ЛАХ с ЖЛАХ, построенной в предыдущем пункте (рис.5а), тогда участок с наклоном -1 будет длинней желаемого но система также будет удовлетворять всем требованиям. Разумеется, колебательность получится меньше заданной.

Параметры КОС:

Расчет на ЭВМ, используя программу LVR_lach.exe, точные амплитудную и фазовую характеристики корректированной системы и проверяем, удовлетворяются ли требования по динамической точности:

- ЛАХ системы нигде не попадает в запретную область;

- Показатель колебтельности М=1,20≤М_треб , где М_треб=1,20

Таблица из LVR_laсh (рис.8)

Рис.8

На рис.7 приведены ЛАХ исходной, скорректированной системы и обратной связи.

Так как все условия выполняются, то дополнительного уточнения коррекция не требует.

1. . Определить влияние изменения Т_м в пределах -30% ...+80% на устойчивость привода с ПКУ и КОС.

Данные проведенного анализа представим в виде таблицы:

Таблица

Значение Тм		Запас по фазе		Частота среза		Mmax
Расч.случ.	Число	ПК	КОС	ПК	КОС	ПК	КОС
Номинал	Тм=0,05	60,55	65,38	39,23	36,06	1,2	1,2
-30%	0,7 Tм=0,035	66,84	67,53	51,14	36,15	1,12	1,19
+80%	1,8 Tм=0,09	45,18	59,75	26,44	35,60	1,53	1,23

Результаты следует проанализировать с точки зрения изменения параметров системы на ее динамические свойства при различных методах коррекции.

Вывод:

Из анализа таблицы видно, что в приводе с последовательной коррекцией с помощью ИДКУ и ДКУ при изменении параметра Тм показатели устойчивости изменились. Так же очевидно, что в приводе с Кос эти показатели изменились незначительно, что подтверждает тот факт, что свойства системы с КОС определяются обратной связью. При уменьшении Тм на 30% показатель колебательности также уменьшился, а запас по фаза увеличился, что приводит к улучшению качества системы в общем. При увеличении Тм на 80% показатель колебательности заметно вырос, а запас по фазе стал меньше, это является негативным фактором. Таким образом, система с последовательной коррекцией с помощью ИДКУ и ДКУ более чувствительна к изменению постоянной времени двигателя, чем система с КОС.

.Расчет цифровой системы

Структурная схема ЦСП изображена на рис.9

Рис.9

Передаточная функция непрерывной части:

Однако пвсевдочастотную характеристику нельзя записать в виде:

Правильное же выражения для пвсевдочастотной характеристики должно быть записано в виде:

,

где под понимается -преобразование произведения

Проще свернуть систему в S-области (привести к одноконтурному виду) после чего произвести -преобразование.