Общие подходы проектирования локальных систем управления, страница 4

Эти уравнения записаны без взаимной связи.

Поскольку все рули воздействуют на самолет как на объект управления, рассматривать объект можно только во взаимосвязи положений всех рулей.

,

.

eij – коэффициент влияния управляющих каналов на объект управления.

Из этих уравнений могут быть получены передаточная функция, коэффициенты передачи и постоянные времени многосвязного объекта.

4. Газовый ресивер

 


Газовый ресивер предназначен для создания высокого давления воздуха или газа (до 10 Мпа) с целью питания двигателей внутреннего сгорания, сварочных устройств и строительных механизмов, основной вид энергии для космических и подводных аппаратов.

Газовый ресивер представляет собой толстостенный сосуд, рабочая среда с плотностью r в котором поддерживается под небольшим давлением Р1, подача регулируется заслонкой F1. Отбор энергии сжатого воздуха производится с давлением Р2, которое может быть больше или меньше Р1, отбор регулируется заслонкой F2.

,

.

Получим дифференциальное уравнение:

.

Для газового баллона:

F2=10 мм, DF1=1 мм.

,

Р1=4 МПа, Р2=0,04 МПа, r=1,3.

, тогда k=0,03.

Время переходного процесса с, тогда Т=0,1/3=0,033 с.

.

Подобный ресивер может быть использован в ЛСУ в качестве автономного источника питания пневматических элементов.

5. Электродвигатель

 


Двигатель содержит три обмотки: обмотку управления ОУ, на которую подается напряжение управления Uу, и две полуобмотки возбуждения ОВ, смещенные на 900 по статору, на которые подается напряжение возбуждения Uв. Вал двигателя вращается с частотой w.

                                                    

Рассмотрим двигатель: N=200 Вт, Uв=110 В, Uу=0 – 100 В, w0=2500.

.

Для любого двигателя:

.

Т=2/3=0,66 с.

Для любого двигателя:

.

F – сила трения в подшипниках.

6. Ядерный энергетический реактор

 


Котел 1 содержит урановые элементы 2, помещенные между графитовыми стержнями 3, которые могут перемещаться вверх – вниз. Котел 1 омывается водой первого контура, которая входит в трубу 4 и выходит из трубы 5. Температура воды зависит от взаимного положения графитовых стержней 3 и урановых элементов 2.

где L – относительное перемещение графитовых стержней,

      Т – относительная температура воды первого контура.

Для Балаковской АЭС:

k=150/2=75 град/м.

Т=5976 с.

Для любого реактора:

.

,

Рв – давление воды в первом контуре.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Введение.

Расширенное техническое задание – требования к ЛСУ, функциональная схема, конкретные требования ко всем объектам ЛСУ: задаются метрологические характеристики, энергетические характеристики привода, требования к датчикам. Большинство показателей технического задания становятся расширенными в процессе выполнения курсового проекта.

Выбор и обоснование элементов ЛСУ – выбор микропроцессора обусловлен сложностью функциональных задач, которые решает ЛСУ, числом каналов цифровой информации: 1-ый канал – задатчик (программатор), 2-ой и последующие каналы – каналы охвата звеньев ЛСУ цифровой обработкой. Необходимо стремиться к минимальной разрядности микропроцессора. Коэффициент передачи усилителя обусловлен тем, что на входе усилителя – напряжение с ЦАП, а его выходное напряжение должно соответствовать напряжению, необходимому для работы других устройств. Как правило усилитель является безынерционным звеном. Коэффициенты передачи и постоянные времени находятся из справочников, но могут быть и рассчитаны.

Передаточная функция находится в окрестности рабочей точки (индекс «0»). Предполагается, что ЛСУ работает в так называемом автопилотном режиме, когда отклонения незначительны. Можно оценивать передаточную функцию по мощностям – подсчитывать мощность каждого элемента ЛСУ по справочным данным. Во всех передаточных функциях коэффициенты передачи ЛСУ должны быть безразмерными.

Расчет датчика обратной связи – носит схематический характер.

Расчет системы на устойчивость – с помощью программы MathCAD строятся графики переходного процесса, АЧХ и ЛАЧХ. Если ЛСУ устойчива в разомкнутом состоянии, осуществляется переход к «цифре».рекомендуется уменьшать коэффициент передачи системы, задемпфировать систему по знаменателю передаточной функции.

Микропроцессорное управление и коррекция – микропроцессор  необходим для гибкого управления, цифровой коррекции. Период дискретизации Т0 задается, считается, что чем меньше Т0, тем лучше, но из-за неоправданного уменьшения Т0 резко возрастает сложность системы. Рекомендуется выбирать Т0=1/20Тmin. Система проверяется на устойчивость по критерию Шур-Кона.

Построение ЛАЧХ – для дискретных ЛСУ в передаточной функции вводятся замены: , . ЛАЧХ строится методом типовых наклонов.

Цифровая коррекция – для коррекции ЛСУ необходимо построить желаемую ЛАЧХ. Она может быть построена методом запретных зон или обычным методом. Находится ЛАЧХ корректирующего устройства: LКУ=LЖ - - LФ. При управлении микропроцессором ЛСУ не меняет принципиально своего режима работы, и переходного процесса, вызванного микропроцессором и цифровой обработкой сигнала, не происходит.

Программа коррекции – проводится обратное преобразование: , , полученное уравнение соответствует корректирующему устройству, для него пишется программа.