Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 51
Текст из файла (страница 51)
— безразмерный коэффициент затухания (формула (7.34)) 0 — пеленг цели (0 =0 на траверзе) (град.) 0; — величина входа (желаемое значение, программа) 0з †величи выхода (управляемое переменное) 0~(з) — иэображение входа (в смысле Лапласа) 0=— лч гРВ 0=— а'Р дзз 0=— дГЗ д40 0 =— дГ4 0 — максимальное значение 0 0,„— то же для 0 0 — то же для 0 р — передаточная функция разомкнутой системы без обратной связи е = Π— при исследовании установившегося состояния — запаздывание у †уг места цели (град.) уе — то же на траверзе а = 2Иà †углов частота (рад) ве — сопрягающая ча- .
стота асимптотического отрезка с наклоном в 1 и линии О дб м,— сопрягзющая ча. стотя между от 260 [гл. 7 твогия слвдяших систем резками с наклонами — 1 и — 2 в, — среднее геометрическое для в и м, (т. е. к' в~в~) ш» — сопрягающая частота между отрезками с наклонами — 2 и — 1 (в области высоких частот) ы« — пересечение второго отрезка с наклоном — 1 и линией 0 дб ма — среднее геометрическое из а, и м, ℠— собственная частота системы и = г' — — безразмерный ком- ~О« плексный оператор 7.1. Проблемы, возникающие при проектировании следящей системы Следящая еисглема может быть определена как совокупность отдельных элементов, в целом предназначенная для управления источником энергии, причем выход системы или некоторая функция выхода отводятся обратно для сравнения со входом; разность этих двух величин используется для управления источником энергии.
Вероятно, наиболее краткое из возможных определение таково: следящей называется такая система, в которой цикл работы замыкается сигналом ошибки. Следящие системы, необходимые при управлении снарядами, чрезвычайно сильно различаются по мощностям, котормми оии обязаны управлять. Эти последние могут варьировать от Даже эта книга, ограничивающаяся изложением только основ управления снарядами, показывает чрезвычайное многообразие проблем, охватываемых этой отраслью техники. Только после того, как решены многочисленные задачи, связанные с обнаружением цели, стартом снаряда, источником тяги в полете и передачей управляющей информации на снаряд, мы подходим к задаче собственно управления снарядом. Расчет и конструирование приборов управления снарядом, обладающих необходимыми характеристиками в динамическом режиме, представляют собой «твердый орешек» проблемы управления снарядами.
Ключ к проектированию приборов управления лежит в теории следящих систем. Целью настоящей главы является изложить основы теории линейных следящих систем и установить основные понятия, при помощи которых можно разработать методы проектирования систем управления снарядами. Во всей этой главе будет подчеркиваться необходимость рассматривать каждый отдельный вопрос с точки зрения выгоды для системы в целом. Будет показано, как сформулировать требования к следящей системе на основании исследования тактической постановки вопроса. Будут рассмотрены способы проектирования, основанные как на частотном методе, так и на исследовании переходных процессов. 7.
!1 пговлвмы, возникающие пги пгозктиговлнии слвдящвй систвмы 26 ! очень малой доли лошадиной силы до мощности главного двигателя, дающего сотни тысяч лошадиных сил. Теоретически не существует предела мощности, дальше которого управление становилось бы невозможным. Следящая система может состоять из электрических, механических, гидравлических, пневматических, оптических элементов в любых сочетаниях. Вследствие того, что расстояние между местом, где находится управляющий прибор, и местом, где осуществляется управление, обычно бывает сравнительно велико, чаще всего используют смешанные электромеханические или электро- гидравлические системы.
Систему управления можно себе представить как обширную следящую систему, заключающую в себе много мелких следящих систем. В этих системах используются различные формы электромагнитного излучения с многочисленными способами модуляции и передачи необходимых управляющих сигналов. Характер исходных требований. Обычно проектировщик имеет перед собой противоречивые требования. Часто существуют ограничения по размеру, весу и сложности следящей системы, а также по мощности, которая может быть предоставлена для нужд управления. В то же время предъявляются очень высокие требования к быстродействию системы и ее точности при переменной нагрузке. Кроме того, язык, на котором обычно формулируются эти требования, нуждается в переводе на язык терминов, более прямо связанных с конструктивными параметрами следящей системы. В очень многих случаях проектировщик считает, что его собственная задача состоит только в том, чтобы удовлетворить исходным требованиям, поставленным ему лично и не подлежащим критике.
Но та часть системы, за которую он лично несет ответственность, может прекрасно удовлетворять предъявленным к ней исходным требованиям, а система в целом — нет. Тогда он может оказаться частично ответственным за плохую работу системы в целом, хотя и не вполне справедливо.
Единственный совет, который здесь можно дать, состоит в том, что каждый должен заботиться о качестве не только своей части, но и всей системы. Основные соображения о приемах проектировав и я. К проектированию следящей системы могут быть два главных подхода: 1) метод дифференциальных уравнений движения; 2) метод передаточной функции. Классический подход к проектированию следящих систем состоит в составлении интегро-дифференциальных уравнений, содержащих величины входа, выхода, ошибки (или разности между входом и выходом) и коэффициенты, являющиеся функциями от параметров системы.
При выводе этих уравнений обычно предполагают, что они линейны. Поэтому все последующие результаты зависят от необходимых допущений, которые следует сделать в этом случае. Затем ищут решение этих уравнениИ при различных стандартизованных типах входа, например при скачкообразном 262 [гл. 7 твогия олвдяших систзм изменении координаты, в результате чего определяют характеристики системы. Анализ переходных процессов дает время возвращения системы к установившемуся состоянию после какого-нибудь возмущения входа или выхода, соответствующую максимальную ошибку и частоту колебаний, если они возникают.
Главная цель инженерных исследований состоит в получении наивыгоднейшего конструктивного решения. Но описанная процедура не дает удобных способов исправления первоначального проекта, если он окажется неудовлетворительным. Существенный недостаток метода дифференциальных уравнений состоит в том, что в сложной системе трудно учесть влияние инерции, запаздывания, трения, жесткости и в особенности роль отдельного звена в целой системе; последнее совершенно необходимо для модификаций звена, обычно производимых при проветривании с целью уложиться в предъявленные требования. Более удобный прием -проектирования состоит в использовании передаточной функции и основывается на обычной теории цепей '). При таком методе проектируемая следящая система может быть подвергнута изучению последовательно, звено за звеном, потому что преобразование энергии при прохождении ее через звено определяется отношением выхода ко входу с учетом присутствия предыдущих и последующих звеньев.
Роль каждого звена в общих характеристиках системы становится очень наглядной. Из этого, конечно, не следует, что окончательная проверка системы путем определения ее переходных характеристик не является важной; но на начальной стадии проектирования метод передаточной функции имеет неоспоримые преимущества. Динамика тактической задачи. Снаряд проектируется, чтобы решить некоторую тактическую задачу. При проектировании следящей системы необходимо перейти от языка тактики к соотношениям, содержащим в себе параметры следящей системы. В предыдуших параграфах использование параметров следящей системы было показано в терминах частотного метода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
