Проектирование привода горизонтального канала наведения и стабилизации ОЭС

1 – ЛАЧХ системы «фильтр-двигатель-вал-нагрузка»   LДВКФ,  дВ;

2 - ЛФЧХ системы «фильтр-двигатель-вал-нагрузка»   jДВКФ,  0.

Рисунок 10.1.


Запас устойчивости системы по фазе на частоте среза равен:

DjСК = 1800 + jРАЗСК(wСР)= 48,1220 (см. рисунок 10.2).

Запас устойчивости  по амплитуде скоростного контура:

DCK= -LРАЗСК(w180)= 20,415 дВ,

где w180- частота, при которой jРАЗСК= -1800 ,

что вполне допустимо.

Коэффициент разомкнутого скоростного контура равен:

,            (10.8)

КРСК = 119,879.

Передаточная функция скоростного контура следящего привода (замкнутой системы) определяется следующим выражением:

               (10.9)

ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутого скоростного

контура привода ГН.

1 – ЛАЧХ разомкнутого скоростного контура привода ГН   LРАЗСК,  дВ;

2 - ЛФЧХ разомкнутого скоростного контура привода ГН

jРАЗСК,  0.

Рисунок 10.2.

Построим логарифмические амплитудную и фазовую частотные характеристики замкнутого скоростного контура по следующим формулам (соответственно):

LЗСК(w)= 20×lg(|WЗСК(р)|)                    (10.10)

jЗСК(w)= arg(WЗСК(р))                       (10.11)

Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики замкнутого скоростного контура представлены на рисунке 10.3.


Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики замкнутого скоростного контура



1 – Логарифмические амплитудная частотная характерис-тика замкнутого скоростного контура LЗСК,  дВ;

2 - Логарифмические фазовая частотная характеристика замкнутого скоростного контура jЗСК,  0.

Рисунок 10.3.

11. Формирование контура наведения и стабилизации с определением параметров корректирующих устройств


Определим требования, предъявляемые контуру наведения и стабилизации (позиционного контура):

1.                 максимум частоты среза разомкнутого позиционного контура;

2.                 запас по фазе разомкнутого контура 300¸600;

3.                 условие вхождения ЛАЧХ разомкнутого позиционного контура в разрешенные зоны.

Прежде чем начать формирование позиционного контура необходимо построить запретные зоны, в которые должна входить логарифмическая амплитудная частотная характеристика разомкнутого позиционного контура.

Для этого определим положение контрольной точки. Из соотношений (4.4) и (4.5) получим:

                (11.1)

где wКТ – контрольная частота, wКТ = 0,78 с-1;

ТКТ = 1/wКТ                    (11.2)

где ТКТ – постоянная времени контрольной точки, ТКТ=1,282 с;

               (11.3)

где АДОП – коэффициент разомкнутой системы на контрольной

точке, АКТ = 1,538 рад.

Передаточная функция запретной зоны определяется передаточной функцией следующего вида:

,                 (11.4)

где d– величина ошибки слежения, мрад;

ККТ = АКТ/d - коэффициент.

Определим ККТ для нескольких ошибок слежения:

-                     ошибка d = 0,5 мрад

 ККТ0.5 = 3077;

-                     ошибка d = 1 мрад

ККТ1 = 1538;

-                     ошибка d = 4 мрад

ККТ4 = 384,615.

Запретные зоны будут определяться ЛАЧХ  от передаточной функций запретных зон:

LЗЗd(w)= 20×lg(|WЗЗd(р)|)                      (11.5)

Графики запретных зон представлены на рисунке 11.1.

Для того чтобы ЛАЧХ позиционного контура вошла в необходимую зону необходимо в контур ввести фильтр.

Управляющий сигнал в позиционном контуре обрабатывается ЦВУ. Частота опроса (дискретизации) ЦВУ fd = 100 Гц. ЦВУ представляет собой звено дискретизации, которое при расчетах мы заменим на звено чистого запаздывания. Величина запаздывания, которое ЦВУ вносит в систему определяется следующим выражением:

,   t = 3,183×10-3 c.

Структурная схема позиционного контура представлена на рисунке 11.2.

Запретные зоны

          1 – ЛАЧХ запретной зоны ошибки 0,5 мрад, LЗЗ0.5, дВ;

          2 - ЛАЧХ запретной зоны ошибки 4 мрад, LЗЗ4, дВ.


Рисунок 11.1.


Параметры фильтра выбираем исходя из тех же соображе-ний, которые были описаны выше (максимум частоты среза позиционного контура, запас по фазе разомкнутого контура 300¸600) и дополнительно добавляется условие вхождения в разрешенные зоны (см. рисунок 11.1.).


Структурная схема позиционного контура


Рисунок 11.2.


Выберем частоту среза позиционного контура wСРПОЗ= 35 c-1 (fCPПОЗ= wСР/2×p, fCPПОЗ= 5,57 Гц).

Передаточная функция фильтра позиционного контура будет иметь следующий вид:

,                   (11.6)

где КПОЗ = 559,760 , ТФ = 0,07 с, ТКТ = 1,282 с.

Т.о. передаточная функция разомкнутого позиционного контура примет вид:

WРПОЗ(w)= е-р×t×WФПОЗ(w)×WЗСК(w)              (11.7)

Построим логарифмические амплитудную и фазовую частотные характеристики разомкнутого позиционного контура по следующим формулам (соответственно):

LРПОЗ(w)= 20×lg(|WРПОЗ(р)|)                (11.8)

jРПОЗ(w)= arg(WРПОЗ(р))                    (11.9)

Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики разомкнутого позиционного контура представлены на рисунке 11.3.

Запас устойчивости системы по фазе на частоте среза равен:

DjСК = 1800 + jРПОЗ(wСРПОЗ)= 54,3070 (см. рисунок 11.3.).

Запас устойчивости  по амплитуде позиционного контура:

DLCK= -LРАЗСК(w-180)= 12 дВ,

где w-180- частота, при которой jРПОЗ= -1800 ,

что вполне допустимо.

Коэффициент разомкнутого позиционного контура равен:

,           (11.10)

КРПОЗ = 344,137.

Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики разомкнутого позиционного контура

1 – ЛАЧХ разомкнутого позиционного контура LРПОЗ,  дВ;

2 - ЛФЧХ разомкнутого позиционного контура jРПОЗ,  0;

          3 – ЛАЧХ запретной зоны ошибки 0,5 мрад, LЗЗ0.5, дВ;

          4 - ЛАЧХ запретной зоны ошибки 4 мрад, LЗЗ4, дВ.


Рисунок 11.3.

Передаточная функция позиционного контура следящего привода (замкнутой системы) определяется следующим выражением:

                (11.11)

Построим логарифмические амплитудную и фазовую частотные характеристики замкнутого позиционного контура по следующим формулам (соответственно):

LЗПОЗ(w)= 20×lg(|WЗПОЗ(р)|)                (11.12)

jЗПОЗ(w)= arg(WЗПОЗ(р))                             (11.12)

Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики замкнутого позиционного контура представлены на рисунке 11.4.

Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики замкнутого позиционного контура


1 – ЛАЧХ замкнутого позиционного контура LЗПОЗ,  дВ;

2 - ЛФЧХ замкнутого позиционного контура jЗПОЗ,  0.


Рисунок 11.4.

Как видно из полученных результатов ЛАЧХ разомкнутого позиционного контура соответствует предъявленным выше требованиям к характеристикам позиционного контура. Но ЛАЧХ разомкнутого позиционного контура входит в зону соответствующую ошибке 4 мрад, что является не приемлемым для систем данного класса точности. Чтобы обеспечить ошибку слежения меньшую или равную 1 мрад, достаточную дли систем сопровождения, введем в систему компенсирующую положительную обратную связь. Т.о. структурная схема проектируемой следящей системы примет следующий вид (см. рисунок 11.5.).

Следуя рекомендациям в литературе [3] эквивалентная передаточная функция скомпенсированного замкнутого позиционного привода будет иметь следующий вид:

              (11.13)



Структурная схема скомпенсированного позиционного контура


Рисунок 11.5.


Параметры компенсирующей связи выбираем из соображений требований к характеристикам позиционного контура. Т.о.  ККС = 800.

Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ скомпенсированного замкнутого позиционного контура:

LЗСС(w)= 20×lg(|WЗСС(р)|)                    (11.14)

где LЗСС(w)- ЛАЧХ скомпенсированного позиционного контура.

jЗСС(w)= arg(WЗСС(р))              (11.15)

где jЗСС(w)- ЛФЧХ скомпенсированного позиционного контура.

ЛАЧХ и ЛФЧХ скомпенсированного замкнутого позиционного контура представлены на рисунке 11.6.

Выразим передаточную функцию разомкнутого скомпенсированного позиционного контура из передаточной функции замкнутого контура. Получим следующее выражение:

                              (11.16)


Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики скомпенсированного замкнутого позиционного контура

1 – ЛАЧХ скомпенсированного замкнутого позиционного контура привода ГН   LЗСС,  дВ;

2 - ЛФЧХ скомпенсированного замкнутого позиционного контура привода ГН jЗСС,  0.

Рисунок 11.6.

Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ скомпенсированного разомкнутого позиционного контура:

LРСС(w)= 20×lg(|WРСС(р)|)                   (11.17)

где LРСС(w)- ЛАЧХ скомпенсированного позиционного контура.

jРСС(w)= arg(WРСС(р))             (11.18)

где jРСС(w)- ЛФЧХ скомпенсированного позиционного контура.

ЛАЧХ и ЛФЧХ скомпенсированного разомкнутого скомпенсированного позиционного контура на рисунке 11.7.

Запас устойчивости системы по фазе на частоте среза равен:

DjСC = 1800 + jРСС(wСРПОЗ)= 34,5670 (см. рисунок 11.7.).

Запас устойчивости  по амплитуде позиционного контура:

DLCC= -LРСС(w-180)= 24 дВ,

где w-180- частота, при которой jРСС= -1800 ,

что вполне допустимо.

Коэффициент разомкнутого позиционного контура равен:

,          (11.19)

КРСС = 1336.

И так, благодаря введению в структуру привода компенсирующей связи, мы добились того, что ЛАЧХ разомкнутого позиционного контура (разомкнутой следящей системы) входит в зону соответствующую ошибке менее 1 мрад, что является приемлемым для систем данного класса точности. Кроме того, частота среза следящей системы увеличилась до wСР= 69,3 с-1 (fСР= 11,03 Гц), т.е. увеличилась полоса пропускания системы. На этом проектирование структуры привода горизонтального ка­нала наве­дения и стабилизации ОЭС закончено.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12



Реклама
В соцсетях
рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать