Система стабилизайии платформы с антенным блоком бортовой РЛС

 

,      (4.1)

 

где  и заданы выражениями (3.1) и (3.2) соответственно:

 

,   (4.2)

 

Рисунок 4.1- Структурная схема системы управления

с последовательной коррекцией

 

Для коррекции  охватим передаточную функцию электропривода, местной отрицательной обратной связью. Запишем передаточную функцию:

 

,  (4.3)

 

Чтобы скомпенсировать постоянную времени электропривода, примем:

 

      (4.4)

 

 

 

 

Отсюда вычислим :

 

(4.5)

 

Условно примем однако физически реализовывать коррекцию этого звена не будем.

После всех преобразований получим:

 

      (4.6)

Для физической реализации последовательной коррекции с помощью операционных усилителей приведем передаточную функцию коррек-тирующего устройства к виду:

 

 ,                             (4.7)

 

 

где =0.386

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 КОМПЬЮТЕРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРРЕКТИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ

 

Введем  в схему моделирования корректирующие звенья:

 

Рисунок 5.1- Модель системы с коррекцией

 

 

Рисунок 5.2- Переходный процесс скорректированной системы

 

Параметры данного переходного процесса не удовлетворяют требованиям системы. Для уменьшения перерегулирования системы введем форсирующее звено, компенсирующее постоянную времени гироскопа. Переходный процесс новой системы представлен на рисунке 5.3:

 

 

 

Рисунок 5.3- Переходный процесс системы после коррекции

 

Параметры данного переходного процесса:

– перерегулирование ;

– время регулирования ;

          – число колебаний за время регулирования m=1.

Видим, что  данный процесс удовлетворяет соотношениям между качественными показателями, приведенным в справочном материале.

 

Исследуем систему в установившемся режиме. Для нахождения ошибки по скорости на вход системы подадим воздействие вида , а возмущающее воздействие примем равным =0 Н·мм. Согласно рисунку 5.4 установившееся значение ошибки по скорости равно:

угл.мин   (5.1)

 

Рисунок 5.4-Сигнал в канале ошибки

Для нахождения ошибки по возмущению входное воздействие примем равным нулю, а в качестве возмущения возьмем =18 Н·мм. Согласно рисунку 5.5 установившееся на выходе системы значение ошибки по возмущению равно:

угл.мин   (5.2)

 

Рисунок 5.5-Сигнал в канале ошибке

Суммарная ошибка системы по скорости и моментной составляющей составляет:

 

угл.мин

(5.3)

_{Это значение не превышает  допустимую максимальную ошибку системы.}

Следовательно, скорректированная система удовлетворяет заданным критериям точности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1 Работа системы  в режиме качки

 

На вход системы  подается гармоника с параметрами:

• амплитуда качки θ_max=5 град;
• период качки Тк=8 с;

 

Рисунок 5.6- Система в режиме качки

 

Снимается значение ошибки.

 

Рисунок 5.7- Ошибка системы в режиме качки

 

5.2 Работа системы  при переменном возмущении

Для анализа  работы системы в данном режиме введем нелинейный элемент “двухпозиционное реле”  система изображена на рисунке 5.8

 

Рисунок 5.8 –  Система с нелинейным элементом

 

На выходе нелинейного элемента  имеем сигнал изображенный на рисунке 5.9.

Рисунок 5.9 – Сигнал на выходе реле

 

Изменяя амплитуду данного сигнала, пронаблюдаем за влиянием данного возмущения на выходной сигнал системы. Так, при амплитуде возмущения, равной амплитуде сигнала, выходной сигнал не искажается значительно

 

Рисунок 5.10 -  Сигнал в канале ошибки

Максимальное  значение ошибки составляет около 1% от амплитуды сигнала.

Существенное  искажение сигнала произойдет лишь при значительном увеличении возмущения, на рисунке 5.11 изображен выходной сигнал при возмущении превышающем амплитуду сигнала на 2 порядка

 

Рисунок 5.11 – Выходной сигнал системы

 

Таким образом  можно сделать вывод о устойчивости системы к внешним возмущениям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Рассмотрена система стабилизации платформы с антенным блоком бортовой РЛС. Данная система предназначена для повышения безопасности движения объектов, а также для определения их дальности и геометрических параметров. Произведен анализ рассмотренной системы. В ходе выполнения курсового проекта получены следующие результаты:

По заданной функциональной схеме построена структурная схема. Произведен математический расчет элементов, а также  анализ устойчивости и точности исходной  системы. По заданным требованиям точности определен желаемый коэффициент усиления =189.505. По критерию Найквиста определили, что система устойчива, однако требует коррекции в связи с высоким перерегулированием.

     Рассмотрена последовательная коррекция. Для улучшения характеристик переходного процесса скомпенсирована постоянная времени гироскопа. Компьютерные исследования показали, что при таком виде коррекции система стала устойчива и суммарная ошибка не превышает значение ошибки в задании. Перерегулирование составила 31%. Врем переходного процесса уменьшилось до 0,13 секунд, что является хорошим результатом, соответствующим заданным параметрам.

Подав на вход системы гармонику с параметрами, заданными по варианту, проанализировали работу системы стабилизации в режиме качки. Анализ показал, что ошибка системы в этом режиме не превышает заданную максимальную ошибку и не превышает 0,002 части от входного воздействия.

Была  достигнута устойчивость системы к  внешним возмущениям за счет введения местной отрицательной жесткой  обратной связи.

 

 

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

 

1. Антипова М.А., Доманов А.Т. Теория автоматического управления: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию. — Мн.: БГУИР, 2004. — 54 с.

2. Конспект лекций по практическим занятиям по курсу ТАУ/А.Т.Доманов.-БГУИР,2008

3. Конспект лекций по дисциплине «Теория автоматического управления»/С.В.Лукьянец.-БГУИР,2008

4. Доманов А.Т., Н.И.Сорока. Предварительный стандарт предприятия. Общие требования. – Мн.:БГУИР,2009.-175с.

 

 

 

 

Обозначение

Наименование

Дополни-тельные сведения

Текстовые документы

БГУИР КП 1-53 01 07 125 ПЗ

Пояснительная записка

23с.

Графические документы

БГУИР.421414.001 Э1

Схема электрическая

Формат А1

структурная

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

БГУИР КП 1-53 01 07 125 П3

Разраб.

Мороз

Система стабилизации платформы с  антенным блоком бортовой РЛС   Ведомость курсового проекта

Лит

Лист

Листов

Провер.

Доманов

24

24

Кафедра СУ гр. 922404