Исследование различных вариантов схем систем управления

Рассмотрим две наиболее употребительные схемы систем управления для легкого самолета [6,7,8].

Общая для обеих систем функциональная схема системы управления углом тангажа приведена на рис.2.7.

В качестве датчиков информации используются гировертикаль и скоростной гироскоп. Сигналы датчиков информации, обратной связи и задатчика после суммирования поступают на усилитель и затем на рулевую машину, которая перемещает руль высоты.

Рис. 2.7 Функциональная схема системы управления углом тангажа

Рассмотрим систему автоматического управления углом тангажа с пропорциональным законом управления, структурная схема которой представлена на рис.2.8, включающую контур управления угловой скоростью и контур управления углом тангажа.

Закон управления системы берем в виде:

(2.36)

где JЗ – заданное значение угла тангажа.

Решая уравнение (2.36) совместно с уравнениями горизонтального полета

(2.37)

где f1 и f2 – возмущения, действующие на самолет, получим:

(2.38)

где

(2.39)

Выбор параметров системы управления следует производить из условий неискаженного воспроизведения заданного угла тангажа JЗ при слабом реагировании на возмущения f1 и f2 . если передаточные числа и выбрать достаточно большими, то реакция системы на возмущения f1 и f2 будет слабой.

Будем осуществлять выбор передаточных чисел и в два этапа. Сначала выберем значение передаточного числа из условия заданного переходного процесса во внутреннем контуре (см. рис.2.8), для которого передаточная функция имеет вид:

(2.40)

где

(2.41)

Выберем такое значение передаточного числа , чтобы коэффициент затухания был оптимальным, например, d = 1. Находим

(2.42)

Для внешнего замкнутого контура (см. рис.2.8) можно записать:

(2.43)

где

(2.44)

Известно [6,8], что параметры Вышнеградского А1 и А2 соответствуют оптимальному переходному процессу, если они меняются в пределах от 2 до 3. Поскольку А1 определяется коэффициентом затухания d, то следует задавать А2. Взяв А2 = 3, найдем

(2.45)

Зная параметры самолета, найдем значения передаточных чисел , и собственную частоту w . Для переходного процесса во внутреннем контуре, соответствующего d = 1, получаем из формул (2.42) и (2.45):

,

Эти величины безразмерны. Для получения размерных величин необходимо воспользоваться зависимостями:

Размерные передаточные числа , показывают, на какой угол необходимо отклонить руль высоты при отклонении самолета по углу тангажа на 1° или угловой скорости тангажа на 1 град/с.

На рис.2.9 показана переходная характеристика системы для найденных передаточных чисел при возмущении на систему от задатчика – кривая 1. Кривая 2 соответствует угловой скорости угла тангажа, а кривая 3 - углу тангажа.

Другое по теме:

Частоты вращения валов
Частота вращения валов привода (римские цифры индексов) и редуктора (арабские) определится: nI = 1455 об/мин; nII = n1 = = = 1335об/мин; nIII = n2 = 66,5 об/мин. ...

Определение крутящего момента двигателя
(2.4) 0,153 (кН × м) Аналогичным образом определяем остальные значения . Рассчитанные значения , , сводим в таблицу 2.1 По полученным данным (таблицу 2.1) строим внешнюю скоростную характеристику двигателя (Рисунок 1). ...

Рыхлители
Рыхлитель представляет собой навесное или прицепное оборудование к гусеничным тракторам или базовым тягачам различной мощности и с разным тяговым усилием. Прицепное оборудование менее эффективно, чем навесное, так как имеет меньшие манев ...