Выводы:

В данной работе исследовался механический объект управления «вертолет».

В ходе работы были определены параметры передаточной функции объекта управления, представляющего собой колебательное звено, для четырех рабочих точек.

Получены передаточные функции:

-для положения противовеса 1:

- для рабочей точки

- для рабочей точки

-для положения противовеса 4:

- для рабочей точки

- для рабочей точки

Также определена передаточная функция пропеллера, представляющего собой сложное нелинейное звено. Однако, была принята линеаризованная модель пропеллера в виде безынерционного звена:

Были получены значения коэффициента передачи для четырех рабочих точек:

-для положения противовеса 1:

- для рабочей точки

- для рабочей точки

-для положения противовеса 4:

- для рабочей точки

- для рабочей точки

Этап №2

Цель работы:

1. Изучение возможных принципов построение системы управления положением механического объекта.

2. Исследование одноконтурной системы регулирования углового положения платформы, расчет и реализация возможных вариантов корректирующих устройств.

3. Определение качественных показателей работы одноконтурной системы регулирования углового положения платформы для различных вариантов структурной организации.

4. Изучение принципов построения системы подчиненного (многоконтурного) регулирования положения платформы.

5. Ознакомление с принципами расчета регуляторов отдельных контуров системы подчиненного регулирования.

6. Анализ расчет и экспериментальное определение статистических и динамических характеристик системы подчиненного регулирования положения механического объекта.

Структурная схема одноконтурной системы регулирования углового положения представлена на рисунке 5:

Рис. 5. Структурная схема системы регулирования углового положения платформы.

Передаточная функция линеаризованной модели ОУ (поворотной платформы – Пл):

,

где параметры меняются в зависимости от положений платформы и противовеса. Для расчета системы регулирования усредним полученные в первом этапе результаты:

Усреднение параметров ПФ

Параметр	1	2	3	4	Среднее
	1.38	1.10	1,77	1,27	1,38
	0.99	0.88	1,13	0,96	0,99
	0.053	0.047	0.162	0.137	0,099

Таким образом, передаточная функция объекта управления:

Передаточная функция двигателя:

Передаточная функция трехкаскадного усилителя постоянного тока

, где изменяется от 10 до 70.

Передаточная функция пропеллера (Пр):

Передаточная функция датчика обратной связи:

= 16

Передаточная функция замкнутой системы:

Так как уже при небольших значениях коэффициента усиления система становится неустойчивой, необходим синтез регулятора. Для заданного коэффициента =58 имеем реакцию на единичный импульс, показанную на рисунке 6:

Рис. 6. Переходная характеристика при =58.

Рассчитаем параметры последовательной корректирующей цепи, представленной на рисунке 7:

Рис. 7. ПКЦ.

Выразим передаточную функцию ПКЦ:

, где

Подберем коэффициенты передаточной функции так, чтобы система была устойчива.

ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы представлены на рис. 8.

Рис. 8. Логарифмические частотные характеристики разомкнутой системы без ПКЦ.

Частота среза лежит правее пересечения ЛФЧХ и линии -180۫ , т.е. при замыкании система будет неустойчива. Следовательно, желаемая ЛАЧХ должна пройти ниже. При ПКЦ с ПФ имеем ЛАЧХ:

Рис. 9. ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы с ПКЦ

На рисунке 9 зеленым цветом показаны характеристики корректирующей цепи.

Переходная характеристика замкнутой системы с ПКЦ показана на рис. 10.

Рис. 10. Переходная характеристика замкнутой системы с ПКЦ.

Время регулирования составляет 1.36 секунды.

Перерегулирование 39.3 %.

Статическая ошибка:

Рис.11. Статическая ошибка.

Расчет ПКЦ:

Выводы

В ходе проведения работы был изучен линеаризованный объект управления «вертолет» и синтезирован регулятор углового положения в виде последовательной интегро-дифференцирующей RC-цепи. Использование ПКЦ приводит к стабилизации объекта управления, однако в системе присутствует значительное перерегулирование и ненулевая статическая ошибка.