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:

Проектирование контрольно-измерительного приспособления
Контроль, которому подвергается каждый узел и каждая изготовленная деталь, имеет целью проверить соответствие точности формы относительного положения и перемещения их исполнительных поверхностей установленным нормам. Чтобы получить при ко ...

Расчет числа секций радиатора первого контура охлаждения воды дизеля
Необходимое количество секций радиаторов для охлаждения воды определяется на основе решения системы уравнения, описывающих процесс теплообмена: – – количество тепла, отводимого в холодильник с водой дизеля; – – это же количество тепла, ...

Перегруженность автомобильных дорог
Вряд ли кто-то станет отрицать, что автомобильные дороги для нашего огромного государства имеют по-настоящему стратегическое значение. Связывая территории, обеспечивая массовые перевозки грузов и пассажиров, доступ к ресурсам, они определ ...