Топчеев Ю.И., Цыпляков А.П. Задачник по теории автоматического регулирования (1977) (1249285), страница 25
Текст из файла (страница 25)
'1;11л, Притусниалюсне сммн меннрриивсхих рвеуляторов на. аратааиа Уравнение движения вала электродвигателя ЭДв, можно эаписать как 7~++ йвсое(1) М (1) — М,(1), (1.485) где 1, — приведенный момент нагруэки подвижных частей к якорю 1-го электродвигателя; й, — коэффициент скоростного трения; М, (1) — двигательный момент; М, (1) — момент сопротивления.
Двигательный момент будем считать пропорциональным току якоря: (1) = й„1 (1.486) Момент сопротивления Рис. 1.11д. Приниипиалгная схема система автоматичеасоео регулирования намотки бумоясноа ленпгм Рис. 1.1!4. Структурная схема объекта регулирования Рис. 1.11б. Блок-схема системм стабиливачии космического летательного аппарата с реактивнмм двигателем, жестко вокрепленнмм на еео корпус В соответствии с уравнениями (1.484) — (1.487) нетрудно получить структурную схему объекта регулирования (рис.
1.114). Для остальных динамических элементов уравнения динамики и передаточные функции составляют обычным путем. 1.239. Составить уравнения динамики, определить передаточные функции проходной нагревательной печи. Привести структурную схему системы автоматического регулирования проходной нагревательной печи. Указание. См. задачи 1.94 и 1.100. 1.240. Составить передаточные функции системы автоматической стабилизации космического летательного аппарата в продольной плоскости с демпфирующим и свободным гироскопами. Блок-схема этой системы показана на рис. 1.115.
Привести структурную схему системы автоматической стабилизации КЛА. Решение. Из блок-схемы рис. 1.115 видно, что гидравлическая рулевая машинка, перемещающая кран (на величину 6„) подачи топлива в реактивный двигатель, охвачена жесткой 'обратной связью. В качестве измерительных средств приняты демпфирующий и свободный гироскопы, измеряющие соответственно угловую скорость Ь и угол б тангажа.
152 Из задачи 1.61 воспользуемся передаточной функцией КЛА: ((гКЛя(5) == Ц~(5) Ф 11.488) 65 (5) а из задачи 1.32 — передаточной функцией демпфирующего гироскопа и„< ) 5)еяг (') = е(5) = те,55+21,„т„е+) ' (1.489) Передаточную функцию свободного гироскопа запишем в виде (е,„(~) = —.' ' й, (1 490) д (5) Для определения передаточной функции гидравлической рулевой машинки воспользуемся данными задачи 1.17; тогда (!.491) Передаточную функцию усилителя запишем н виде ()5 (5) (1.492) Уравнения для сравнивающих устройств будут (1„, (з) = (1„(5) — (1„(5); (1, (з) = (1)5 (5) — (1, (5) — (/, (5).
(1.493) В' (5)=й, + — ', (1.494) где й, и ле — коэффициенты усиления операционных усилителей. ЕГеее 15) Рис. 1.116. Структурная аеема системы стабияиеаяии кссмичесггоео еелгатееьноеа алпарвпа с реоктнекым оеи. еатееем, жестко еакрелеелиым на еео корпусе По передаточным функциям (1.488) — (1.492) н уравнению (1.493) составим структурную схему системы 'стабилизации КЛА в продольной плоскостй (рис. 1.116). 1.241.
Определить передаточные функции н составить структурную схему системы автоматической стабилизации самолета с интегрирующим гироскопом в продольной плоскости. 1.242. Определить передаточные функции и составить структурную схему системы автоматической стабилизации самолета со свободным и демпфирующим гироскопом. Указания. 1. В качестве последовательного корректирующего устройства воспользоваться изодромом. 2. Передаточную функцию изодрома реализовать на операционных усилителях в виде Выражение (1.494) можно привести к виду )(7 э э «ээ(*иээ+)) э (1 495) где й„, = й;, Т„, = Й,7йэ.
1.243. Определить передаточные функции и составить структурную схему системы стабилизации летательного аппарата по продольному каналу с интегрирующим гироскопом и датчиком линейных ускорений. 1.244. Определить передаточные функции и составить структурную схему системы стабилизации летательного аппарата по продольному каналу с демпфнрующим гироскопом и датчиком линейных ускорений. 1.245. Определить передаточные функции и составить структурную схему системы стабилизации самолета в боковой плоскости с учетом влияния канала крена.
Указание. В качестве гироскопических приборов в канале рыскания и крена применять свободные и демпфирующие гироскопы. 1.246. Определить передаточные функции и составить структурную схему системы стабилизации КЛА с поворотным двигателем. Указание. В качестве гироскопических приборов применять свободные и демпфирующие гироскопы. 1.247. Определить передаточные функции и составить структурную схему системы угловой стабилизации самолета по продольному каналу с учетом влияния трех тонов упругих колебаний корпуса. Решение. Передаточную функцию самолета определим с учетом влияния трех тонов упругости колебаний в виде а,(э) а$ (т,э+)) э(тэлэ+~те+)) Ф+оэ1 (1.496) Часть структурной схемы, соответствующая этой передаточной функцнь, выделена на рис.
1.117 штриховыми линиями. Добавим к этой схеме передаточные функции рулевой машинки (1. 497) Рис. 1.117. Структурная схема система стабилизации нродолэноео канала самолета нри уэсте нераех трех тонов колеоаниа мо корнуса 154 демпфирующего (5~ ( ) ((лг (з) ьдг 4 (,) т'-„'„~ + зй „т„„х+ ( (1.498) и своббдного (1.499) гироскопов. Кроме того, включим два корректирующих устройства типа Ю.цепочек с передаточными функциями ок((в) Т,з+ ( . ()„„(8) г;+ ( ' 5(7 ( ) ((ки(~) ) ы+ ( и,„() =т,+( (1.500) и усилительное устройство с передаточной функцией )(г (з) = — х — =)( .
и,(.) (1. 501) Тогда для замыкания всей системы следует воспользоваться уравнением сравнения (1.502) 155 после чего структурная схема системы стабилизации примет следующий вид (рис. 1.117). 1.245. Определить передаточные функции и составить структурную схему системы стабилизации самолета по боковому каналу с учетом трех тонов колебаний его корпуса и взаимного влияния канала крена. Указание. См. указание к задаче 1.247.
1.249. Определить передаточные функции и составить структурную схему системы стабилизации летательного аппарата с учетом первых трех тонов колебаний. Указание. В систему стабилизации должны входить демпфирующий гироскоп и датчик линейных ускорений. 1.250. Определить передаточные функции и составить структурную схему системы стабилизации летательного аппарата с учетом первых трех тонов упругих колебаний.
Указание. В систему стабилизации должны входить интегрирующий гироскоп и датчик линейных ускорений. 1.251. Определить передаточные функции и составить структурную схему системы регулирования угловой скорости колеса водяной турбины с длинным каналом для подачи воды к направляющим. Указания 1. В качестве устройств для перемещения направляющих воспользоваться двумя каскадами последовательно соединенных гидравлических приводов.
2. В качестве измерителя угловой скорости воспользоваться центробежным маятником (см. задачу 1.9), 3. Для получения устойчивости системы включить гидравлическое изодромное устройство. 1.252. Определить передаточные функции и составить структурную схему систем регулирования угловой скорости и изменения угла лопасти рабочего колеса гидравлической турбины. Подача воды к направляющим турбины осуществляется через длинный водяной канал. Указание. В качестве устройств управления направляющими и изменением угла лопасти рабочего колеса воспользоваться гидравлическими приводами.
Рас. д1И. Прнняанаальная схема рнмй- най следящей сиснимн ы 1.253. Составить дифференциальные уравнения и вывести передаточные функции релейной следящей системы, принципиальная схема которой изображена на рис. 1.118. Привести структурную схему следящей системы. Решение. Уравнение сравнивающего элемента запишем в виде О Щ 8, (1) — Ое (1), (1.503) где О (1) — угол рассогласования следящей системы. Напряжение и„,, пропорциональное углу рассогласования, поступает на обмотку поляризованного реле РП: .,(1) =й„О® (1.504) где и, — коэффициент пропорциональности; и.,(1) = (.„— "„'",'+ Псе(.,(В (1.505) здесь Г.с, я Йр, соответственно индуктивное и омическое сопротивления первичной обмотки реле РП.
На вторичную обмотку реле РП поступает на- пряжение с выхода тахогенератора ТГ: иае (1) се й +'П 1 е (1) (1.506) где ие(1) = )с „—. йе (1.507) Поляризованное реле срабатывает от разности токов 1 (1) = 1 с (1) — 1ы (1). (1.508) В соответствии с математической зависимостью (1.388) составим уравнение срабатывания поляризованного реле в виде О, при 0~1„~1,; при 1,<1, (,~нй,; при — с, ( (я (ии'„' при — 1 с„; 1„( — Ы~; цри сп1с » «са ~ О ср (1) = О, (1.509) — и, и О, От действия тока с, срабатывает реле Р, или Р„т.
е. и,(1) = ).р — „с +Яр(р(с), (1.510) 155 О, при Оч-1 =--1,; и„при зр > зр„ О, при — )', =- 1р ==. 154; 1, (1) = (1. 51! ) — и„при — 1р, (р, О, прн — (р, =--1р (О. запишем уравнения в обычной форме (см. Для электродвигателя задачу 1.1): Ызе ,1,— аи + 1)4,)1 'Иа (1) Мс (1) Ма(1) = л„1„(1); а Даа (1.512) и,(1) = 1.„1,' + Й,1„(1)+ lг, —," .
Уравнение для редуктора будет Ыи )1) (1.513) где 1„ — передаточное число редуктора механической передачи. Применив к уравнениям (1.504) — (!.507) и (1.510) преобразование Лапласа, получим передаточные функции линейных динамических элементов в виде Ы )5) й,~Ц тр,з+ Т ' 155 <5) )1)4 аз и„, )5) 1,„5 + ) ' 1„15) )Яр йуа (з) й (5) т,л+) ' 1)чз пп йгз(з) = - = Ятрз, й, (5) (1.514) Т = — ' Т Дрз ' Р )1 уравнений (1.512) на)чдем передаточную функцию злектпов виде Ва (5) а Юге(з) — У(,) —,(т.,*+ 2йт, + 0 (1.515) где Тр, — — )ч ,. )з Из системы двигателя ЗДв' и для редуктора ЯГз(З) = = 1р, йа 15) 85 (5) (1.516) ." См.
задачу !.1. 157 где Ер и )ср соответственно индуктивное н омическое сопротивления обмотки силового реле (Р, 'или Р,). При замыкании контактов й, или да образуется ток Применяя преобразование Лапласа 'к уравцеииягй (1.504), (1.505), получим 5(з) =Ь,(з) — пе(з); ) (1.517) (и (з) (пь (з) !пе(з). Пользуясь передаточными функциями (1.514) — (1.516) и уравнениями (1.517) для сравнивающих элементов, найдем структурную схему релейной следящей системы, которая показана на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
