Статическая система автоматического управления нормальной перегрузкой.

По итогам анализа динамики самолёта в п.1 был сделан вывод, что динамика самолёта является неудовлетворительной. Для управления динамикой переходных процессов может быть добавлен закон управления.

При идеальных (безынерционных) исполнительных устройствах (ИУ) и датчиках закон отклонения рулей по перегрузочному контуру можно записать в виде:

,

где – заданное значение перегрузки.

Без учёта сил руля высоты () выведем передаточную функцию самолёта по углу атаки от угла отклонения рулей высоты.

Из уравнения (1):

Подставим выражение для в уравнение (2):

д

Подставим выражения для , , и в уравнение (3):

Введём обозначения:

Подставим их в расчетную формулу и сделаем преобразование Лапласа:

Выразим нормальную перегрузку через :

Тогда передаточная функция по нормальной перегрузке примет вид:

Коэффициент усиления по нормальной перегрузке:

а градиент перемещения:

Из выражения передаточной функции замкнутой системы следует, что с помощью трёх передаточных чисел можно изменять все три характеристики управляемости ξ, Ω и ,

Если задать значения этих характеристик, то нетрудно вычислить необходимые для этого величины передаточных чисел:

Зададим желаемые характеристики управляемости:

Тогда с учётом заданных критериев управляемости:

найдём:

Вычислим передаточные числа для выбранных характеристик управляемости:

Коэффициент подсчитан без учета динамического коэффициента . В связи с этим результирующее значение нормальной перегрузки не будет равно заданному значению. Это можно исправить путем подбора коэффициента на рабочей модели системы в среде Simulink.

В результате подбора было получено значение коэффициента , обеспечивающее заданное значение перегрузки на выходе.

Закон управления:

Рис. 15. Статическая система автоматического управления нормальной перегрузкой.

Подадим на вход системы сигнал .

Построим переходные процессы по основным координатам.

Рис. 16. П/п по углу атаки .

Рис. 17. П/п по нормальной перегрузке

Рис. 18. П/п по углу наклона траектории

Рис. 19. П/п по угловой скорости

Рис. 20. П/п по углу тангажа .

Рис. 21. П/п по высоте

Подадим на вход системы сигнал .

Зададим возмущающий момент равный .

В структурной схеме возмущающий момент прибавлен к . Построим переходный процесс по .

Рис. 22. П/п по нормальной перегрузке

Подадим на вход системы сигнал .

Зададим возмущающий момент равный .

Построим переходный процесс по .

Рис. 23. П/п по нормальной перегрузке

Выводы по п.3 работы: СТАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НОРМАЛЬНОЙ ПЕРЕГРУЗКОЙ.

В третьем пункте работы был добавлен закон управления в виде: , и рассчитаны коэффициенты. Динамика привода приобрела желаемые параметры: перерегулирование в пределах 5%, время переходного процесса по нормальной перегрузке равно 0.75 секунды.

Также была проверена реакция системы на возмущающий момент при отсутствии входного, и при входном сигнале . На графике переходного процесса по нормальной перегрузке появилась статическая ошибка равная 0.3.

Итак, система автоматического управления получилась статической по отношению к возмущающему моменту.

Дата добавления: 2015-10-21