- •СТАБИЛИЗАЦИЯ МАШИН
- •Предисловие
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Математические основы теории линейных систем автоматического регулирования
- •1.2.2. Преобразования Лапласа и их свойства
- •1.4. Структурный анализ линейных САР
- •1.4.1. Структурная схема САР
- •1.4.3. Преобразование структурных схем
- •1.4.5. Обратные связи в САР
- •1.5.1. Типовые воздействия
- •1.5.2. Временные характеристики
- •1.5.3. Частотные характеристики
- •1.5.4. Временные и частотные характеристики типовых звеньев
- •1.6. Устойчивость САР. Критерии устойчивости
- •1.6.1. Условие устойчивости
- •1.6.2. Критерий Гурвица
- •1.6.3. Критерий Рауса
- •1.6.4. Критерий Михайлова
- •1.6.5. Критерий Найквиста
- •1.6.6. Определение устойчивости САР и запасов устойчивости
- •1.7. Оценка качества переходного процесса
- •1.7.1. Основные показатели качества
- •1.7.2. Оценка показателей качества переходного процесса по частотным характеристикам системы
- •1.7.3. Расчет установившихся ошибок САР
- •1.8. Коррекция динамических свойств САР
- •1.8.1. Метод последовательной коррекции
- •1.8.2. Метод параллельной коррекции
- •2.1. Эффективность стрельбы боевых машин
- •2.1.1. Особенности стрельбы с ходу
- •2.1.2. Анализ колебаний корпуса САО
- •2.1.3. Анализ колебаний корпуса морских кораблей
- •2.1.4. Способы повышения эффективности стрельбы
- •2.2. Анализ кинематических зависимостей при наведении и стабилизации
- •2.2.1. Кинематические схемы наведения и стабилизации установок
- •2.2.3. Слежение за неподвижной целью при трехосной схеме со стабилизацией осей цапф установки
- •2.2.5. Слежение за подвижной целью
- •2.2.6. Понятие «мертвой» зоны силовых приводов наведения
- •2.2.7. Влияние схемы заряжания установки на мощность силового привода наведения
- •2.3. Расчет и анализ процесса амортизации оружия при стрельбе очередью
- •2.3.2. Решение уравнения движения короба при П0=0
- •2.3.4. Решение уравнения движения короба при переменном темпе стрельбы
- •2.3.5. Расчет движения системы «оружие - установка» при стрельбе очередью
- •2.3.6. Анализ процесса амортизации оружия при стрельбе очередью
- •3.1. Классификация систем наведения и стабилизации установок
- •3.2. Система наведения артиллерийской установки
- •3.4. Принцип радиолокационной системы командного наведения зенитных комплексов
- •4.1. Свойства гироскопа
- •4.2. Учет сил трения в гироскопе
- •4.4. Двухстепенной гироскоп.
- •4.6. Скоростная характеристика наведения установки
- •5.1.1. Основные требования к приводам
- •5.1.2. Классификация силовых приводов
- •5.1.3. Принципиальные схемы некоторых приводов
- •5.2. Расчет электромашинного привода наведения
- •5.2.1. Способы регулирования скорости электродвигателей постоянного тока
- •5.2.2. Пуск электродвигателей постоянного тока
- •5.2.3. Торможение электромашинного привода
- •5.2.4. Выбор электродвигателя для неавтоматизированных приводов
- •5.2.5. Уравнение динамики электропривода
- •5.2.6. Расчет мощности электродвигателя для автоматизированных приводов
- •5.2.7. Усилительные устройства
- •5.3.1. Уравнения гидропривода с дроссельным регулированием
- •5.3.2. Структурная схема гидропривода
- •5.3.3. Устойчивость гидропривода
- •5.3.4. Способы повышения устойчивости гидропривода
- •5.4.1. Электромеханические преобразователи
- •5.4.2. Гидроусилители
- •6.1. Расчет механизмов вертикального наведения
- •6.2. Расчет механизмов горизонтального наведения
- •6.3. Выбор рациональной схемы установки коренных шестерен механизма поворота
{ _ Щ р ) |
Щ р ) |
(1.23) |
W , ( p ) = |
1 ±W,(p)-W2(p) |
|
w 0(P) |
|
Передаточная функция встречно-параллельного соединения звеньев равна дроби, в числителе которой передаточная функция прямой цепи, а в знаменателе - единица минус (если обратная связь положительная) или плюс (связь отрицательная) произведе ние передаточных функций прямой цепи и цепи обратной связи. Если в обратной связи установлено усилительное звено, то такая обратная связь называется жесткой; если дифференцирующее зве но, то связь называется гибкой.
1.4.3.Преобразование структурных схем
Впроцессе исследования структурных схем их удобно пред ставлять в виде одноцепочных, с последовательным соединением звеньев. Пример структурных преобразований (рис. 1.26).
Рис. 1.26. Преобразование схемы в одноцепочечную
Преобразование производят по этапам:
1) свертывают два последовательно соединенных звена с пере даточными функциями W\{p) и W2(p) (рис. 1.26, а) и получают структуру (рис. 1.26, б), где
w3l (р )= Щ(р ) ^ 2(р );
2) объединяют передаточные функции W3\(p) и W3(p) и получа ют структуру (рис. 1.26, в), где
ГГ*(Р)= Щ(р) + ГГ2(р) + ГГ3(р);
3) звено с передаточной функцией W^ip) объединяют с обрат ной связью W5(p) и получают схему (рис. 1.26, г), где
W33 (р)= |
--------------------- . |
|
l + W4( p ) W 5(p) |
Одноцепочная одноконтурная схема получена.
В процессе преобразования необходимо знать правило перено са узла через звено и правило переноса сумматора через звено. Предлагается рассмотреть эти правила на примерах.
• Перенос узла (рис. 1.27). В структурной схеме, изображенной на рис. 1.27, а, узел из точки А можно перенести в точку В - про тив хода сигнала и в точку С - по ходу сигнала. При переносе узла через звено против хода сигнала очевидно, что в охватываемую цепь необходимо включить звено с передаточной функцией Wx(p) с целью обеспечения адекватности структур (рис. 1.27, б). И на оборот, при переносе узла по ходу сигнала необходимо исключить
а |
Н Ш \ |
Х„{р) |
ХшЛр) |
В |
С Ш р) |
влияние звена, через которое перенесли узел. С этой целью в охва тывающую цепь включают звено, обратное тому, через которое пе реносится узел (рис. 1.27, в). Таким образом, при переносе узла против хода сигнала прямая цепь остается без изменения, а в охва тывающую цепь последовательно вводится передаточная функция звена, через которое перенесен узел. При переносе узла по ходу сигнала вводят звено с обратной передаточной функцией. Нетруд но показать, что во всех трех схемах эквивалентная передаточная функция имеет один и тот же вид:
Щ р ) = W^ P W ^ P ) + w}(P) ■iv4(p)i
• Перенос сумматора (рис. 1.28). Сумматор из точки А можно также перенести по ходу и против хода сигнала (рис. 1.28, а). При переносе сумматора против хода сигнала (рис. 1.28, б) необходимо исключить влияние звена fV2( p ) 9 поэтому в охватывающую цепь включают обратное звено. При переносе сумматора по ходу сигна ла (рис. 1.28, в) в охватывающую цепь включают звено, аналогич ное звену, через которое переносится сумматор. Таким образом, при переносе сумматора по ходу сигнала прямая цепь остается без изменения, а в охватывающую цепь последовательно вводится пе редаточная функция звена, через которое перенесен сумматор. При переносе сумматора против хода сигнала вводят звено с обратной передаточной функцией.
Эквивалентная передаточная функция имеет вид
W,iP) = WA( P W s(P) + ЩР) *W2(p)].
1.4.4.Передаточные функции САР
иих определение по структурной схеме
Исследование динамических свойств системы в целом произ водится по ее передаточным функциям, которые могут быть опре делены по уравнениям САР или по структурным схемам. Дня определения передаточных функций структурная схема САР при водится к одноцепочечному (одноконтурному) виду. В большин стве случаев для САР принято рассматривать следующие переда точные функции:
-передаточная функция разомкнутой системы Wp(p) ;
-передаточная функция замкнутой системы W3 (p) ;
-передаточная функция ошибки W0U1(p);
-передаточная функция по возмущающему воздействию WF(p) .
Для их определения предлагается рассмотреть наиболее про стую и общую одноконтурную схему (рис. 1.29, а).
П е р е д а т о ч н о й ф у н к ц и е й р а з о м к н у т о й с и с т е м ы называется отношение изображения выходной величины к изобра жению ошибки:
а
б |
в |
д
Для нахождения передаточной функции разомкнутой системы по одноконтурной структурной схеме условно разрывается главная обратная связь и отбрасываются все внешние воздействия, включая и сумматор (рис. 1.29, б), В разомкнутой одноконтурной системе все звенья соединены последовательно, поэтому передаточная функция разомкнутой системы равна произведению передаточных функций звеньев одноконтурной структурной схемы
м р(р) = П . Щр) -
1=1
В данном случае Wp(p) = Wl(p)-W2(p).
Передаточная функция разомкнутой системы широко исполь зуется при исследованиях САР вследствие простоты ее получения, а также определения других передаточных функций замкнутой си стемы.
П е р е д а т о ч н а я ф у н к ц и я з а м к н у т о й с и с т е м ы (по задающему воздействию) устанавливает связь между изображени ями по Лапласу выходной и входной величин:
Щр ) = Хщ А р )
Хвх(р)
При нахождении передаточной функции замкнутой системы по задающему воздействию считают, что возмущающее воздействие отсутствует (рис. 1.29, в):
I+w,( p) '
Эта передаточная функция считается основной и характерна тем, что входной и выходной сигналы прикладываются к одному сумматору. Она отражает работу САР, как правило, в режиме уп равления.
П е р е д а т о ч н а я ф у н к ц и я о ш и б к и по задающему воз действию для замкнутой системы устанавливает связь между изоб ражениями Лапласа ошибки и входной величины:
wom(p) = АХ(р)
|
Х вА р У |
|
Для определения |
структурную схему приводят к виду, |
|
показанному на рис. 1.29, г, |
при этом также считается, что возму |
|
щающее воздействие отсутствует: |
|
|
|
1 |
1 |
l + Wi(p)W2(p) |
1+wp(PY |