2ZAP_MOD (728916), страница 2
Текст из файла (страница 2)
J3 +J4 +J5
Т= (11)
D23
2) ГС с “нежестким” редуктором.
Начальные параметры модели:
J1 = 0.25 кг×м2 C01 = 1×1020 Н×м/рад. D01= 0.001 Н×м×с
J2 = 0.03 кг×м2 C12 = 1×1020 Н×м/рад. D12= 0.001 Н×м×с
J3 = 0.01 кг×м2 C23 = 0 D23=0.1 Н×м×с
J4 = 0.15 кг×м2 C34 =1×104 Н×м/рад. D34=0.001 Н×м×с
J5 = 1 кг×м2 C45 =1×1020 Н×м/рад. D45=0.01 Н×м×с
К = 1000
Варьируем нежесткость редуктора С34=103 ... 107 H×м/рад.
Передаточная функция при этом имеет вид:
k × kw
Wp(s)= (12)
s × (T1×s+1)×( T22 × s2 +2×x2×T2×s +1)
Значения постоянных времени Т1, Т2, соответствующие им частоты “излома” ЛАХ w1, w1, удельный коэффициент демпфирования x2 и коэффициент передачи модели kw приведены в Табл.2. и Табл.3.
Табл.2.
C34 | T1 | w1 | T2 | w2 | x2 | kw |
103 | 24.25 | 0.04 | 0.0031 | 323 | 0.016 | 31.36 |
104 | 24.25 | 0.04 | 0.001 | 103 | 0.005 | 31.36 |
105 | 24.25 | 0.04 | 3.1×10-4 | 3.23 | 0.0016 | 31.36 |
106 | 24.25 | 0.04 | 1×10-4 | 104 | 0.0005 | 31.36 |
Как видно из Табл.2. нежесткость редуктора влияет только на расположение колебательного звена на оси частот (Т2, w2) и коэффициент демпфирования в этом звене (x2).
Влияние демпфирования в редукторе на поведение ЛАХ определяем варьируя D34=0.001 ... 0.1 Н×м×с (при С34=104 = const.).
Табл.3.
D34 | T1 | w1 | T2 | w2 | x2 | kw |
0.0001 | 25.9 | 0.039 | 0.001 | 103 | 0.0049 | 334.8 |
0.001 | 24.25 | 0.04 | 0.001 | 103 | 0.005 | 31.36 |
0.01 | 14.86 | 0.067 | 0.001 | 103 | 0.0054 | 1.92 |
0.1 | 11.6 | 0.086 | 0.001 | 103 | 0.01 | 0.15 |
Как видно из Табл.3., изменение демпфирования в редукторе влияет не только на коэффициент демпфирования в колебательном звене, но и на расположение на оси частот апериодического звена (Т1), и на коэффициент передачи модели.
3) ГС с “нежесткой” связью платформы со стабилизируемым объектом (телекамерой).
Исходные параметры модели:
J1 = 0.25 кг×м2 C01 = 1×1020 Н×м/рад. D01= 0.001 Н×м×с
J2 = 0.03 кг×м2 C12 = 1×1020 Н×м/рад. D12= 0.001 Н×м×с
J3 = 0.01 кг×м2 C23 = 0 D23=0.1 Н×м×с
J4 = 0.15 кг×м2 C34 =1×1020 Н×м/рад. D34=0.001 Н×м×с
J5 = 1 кг×м2 C45 =1×103 Н×м/рад. D45=0.01 Н×м×с
К = 1000
Варьируем С45 = 102 ... 106 H×м/рад.
Передаточная функция при этом имеет вид:
k × kw×( T32 × s2 +2×x3×T3×s +1)
Wp(s)= (13)
s × (T1×s+1)×( T22 × s2 +2×x2×T2×s +1)
Влияние жесткости крепления стабилизируемого объекта к платформе на передаточную функцию Wp(s) приведено в Табл.4.
Табл.4.
C45 | T1 (w1) | T2 (w2) | x2 | T3 (w3) | x3 | kw |
102 | 11.6 (0.086) | 0.037(27) | 0.011 | 0.1 (10) | 5×10-4 | 15 |
103 | 11.6 (0.086) | 0.012(85) | 0.0036 | 0.032(31.3) | 1.6×10-4 | 15 |
104 | 11.6 (0.086) | 0.0037(270) | 0.0011 | 0.01(100) | 5×10-5 | 15 |
105 | 11.6 (0.086) | 1.2×10-3(850) | 0.00036 | 3.2×10-3(313) | 1.6×10-5 | 15 |
Влияние демпфирования в креплении стабилизируемого объекта к платформе на передаточную функцию Wp(s) приведено в Табл.5. Коэффициент демпфирования изменяется в пределах D45=0.001 ... 0.1 Н×м×с, при постоянной жесткости крепления объекта к платформе равной C45=1000 H×м/рад =const.
Табл.5.
D45 | T1 (w1) | T2 (w2) | x2 | T3 (w3) | x3 | kw |
0.001 | 11.6 (0.086) | 0.012(85) | 0.0032 | 0.032 (31.3) | 2.7×10-14 | 15 |
0.01 | 11.6 (0.086) | 0.012(85) | 0.0036 | 0.032(31.3) | 1.6×10-4 | 15 |
0.1 | 11.6 (0.086) | 0.012(85) | 0.0074 | 0.032(31.3) | 1.6×10-3 | 15 |
Как видно из Табл.4. и 5., нежесткость крепления объекта к платформе вызывает появление в составе ЛАХ двух звеньев: колебательного и антиколебательного, причем антиколебательное звено всегда расположено в области более низких частот, чем колебательное. Это влечет появление в ЛАХ участка с наклоном в 0 Дб/дек., который в случае его расположения до частоты среза, увеличивает частоту среза, что вызывает трудности в технической реализации такой системы стабилизации. Демпфирование в креплении объекта к платформе влияет только на удельные коэффициенты демпфирования x2, x3 в колебательном и антиколебательном звеньях, причем особенно сильно изменяется x3.
4) ГС с “нежестким” креплением статора двигателя стабилизации к наружной раме (задняя нежесткость).
Параметры модели:
J1 = 0.25 кг×м2 C01 = 1×1020 Н×м/рад. D01= 0.001 Н×м×с
J2 = 0.03 кг×м2 C12 = 1×103 Н×м/рад. D12= 0.001 Н×м×с
J3 = 0.01 кг×м2 C23 = 0 D23=0.1 Н×м×с
J4 = 0.15 кг×м2 C34 =1×1020 Н×м/рад. D34=0.001 Н×м×с
J5 = 1 кг×м2 C45 =1×1020 Н×м/рад. D45=0.01 Н×м×с
К = 1000
Варьируем С12 = 102 ... 106 H×м/рад.
Передаточная функция при этом имеет вид:
k × kw×( T32 × s2 +2×x3×T3×s +1)
W p(s)= (14)
s × (T1×s+1)×( T22 × s2 +2×x2×T2×s +1)
Варьируем С12 (при D12=0.001 Н×м×с=const), результаты приведены в Табл.6.
Табл.6.
C12 | T1 | T2 | x2 | T3 | x3 | kw |
102 | 11.6 | 0.017 | 0.03 | 0.017 | 0.0003 | 15 |
103 | 11.6 | 0.0055 | 0.0092 | 0.0055 | 9.1×10-5 | 15 |
104 | 11.6 | 0.0017 | 0.003 | 0.0017 | 2.9×10-5 | 15 |
105 | 11.6 | 0.00055 | .00092 | .00055 | 9.1×10-6 | 15 |
Варьируем D12 (при С12=1000 H×м/рад = const.), результаты приведены в Табл.7.
Табл.7.
D12 | T1/w1 | T2 / w2 | x2 | T3 / w3 | x3 | kw |
10-4 | 11.6 | 0.0055 | 0.0092 | 0.0055 | 8.3×10-14 | 15 |
10-3 | 11.6 | 0.0055 | 0.0092 | 0.0055 | 9.1×10-5 | 15 |
10-2 | 11.6 | 0.0055 | 0.01 | 0.0055 | 0.00091 | 15 |
Как видно из Табл.6, нежесткость крепления статора двигателя стабилизации к основанию, приводит к появлению в составе передаточной функции Wp(s) колебательного и антиколебательного звеньев с одинаковыми постоянными времени и различными коэффициентами демпфирования. Т.к. постоянные времени этих звеньев одинаковы, то наличие “задней” нежесткости никак не отражается на виде ЛАХ, однако различия этих звеньев в коэффициентах демпфирования влекут разную скорость “переключения” фазы в каждом звене, что вызывает появление незначительных по амплитуде выбросов на фазо-частотной характеристике.
5) ГС с “нежесткой” наружной рамкой.
Исходные параметры модели:
J1 = 0.25 кг×м2 C01 = 1×103 Н×м/рад. D01= 0.001 Н×м×с
J2 = 0.03 кг×м2 C12 = 1×103 Н×м/рад. D12= 0.001 Н×м×с
J3 = 0.01 кг×м2 C23 = 0 D23=0.1 Н×м×с
J4 = 0.15 кг×м2 C34 =1×1020 Н×м/рад. D34=0.001 Н×м×с
J5 = 1 кг×м2 C45 =1×1020 Н×м/рад. D45=0.01 Н×м×с
К = 1000
Варьируем С01,С12 = 102 ... 106 H×м/рад.