Нелінійності сервоприводу

Структура сервоприводу Метод безпосередньої лінеаризації Аналіз і синтез досліджуваної системи управління сервоприводу з урахуванням впливу нелінійних ділянок Датчик зворотного зв'язку Нелінійності сервоприводу Отримання частотних характеристик Оцінка реалізованої періоду дискретності Розробка принципової схеми обчислювача Дослідницька частина Розрахунок сервоприводу з нелінійною ланкою Комплексний план теми НДР Виконавці і тривалість робіт Розробка мережного графіка, побудова лінійної карти мережі, графіка розвантаження виконавців Розрахунок ціни теми Можливі надзвичайні ситуації в районі робочого місця або вузу

111400

знаков

таблиц

изображения

Датчик зворотного зв'язку Читать далее: Отримання частотних характеристик

2.3.2 Нелінійності сервоприводу

Основна нелінійність сервоприводу (ОНСП) – це нелінійність рульової машинки, нелінійність статичних характеристик.

Статичні характеристики рульової машинки:

1) швидкісна;

2) моментальна.

Швидкісна характеристика рульової машинки – це залежність кутової швидкості вихідного сигналу рульової машинки від вхідного сигналу.

(2.19)

де

- на вхід РМ подається струм,

- на виході РМ – кутова швидкість.

Моментна залежність моменту, що розвивається вихідним штоком, від вхідного сигналу, яка представлена на малюнку 2.6а.

Зона нечутливості є обов'язково; вона обумовлена особливістю конструкцій РМ і нечутливістю реле на вході.

Насичення M_max обумовлено обмеженням потужності. Моментної характеристикою безпосередньо не використовується.

Зона нечутливості обумовлена тими ж причинами. Що і для розглянутої моментної характеристики. І ще тим, що і РМ завжди необхідно подолати якесь навантаження, якийсь момент M₁. Треба подати команду ; до цього вихідний шток нерухомий, швидкість рівна нулю. Зона нечутливості «плаває» залежно від моменту. Це вносить невизначеність при проектуванні.

Зона нечутливості складається як би з двох частин. Вона обумовлена:

1. Конструкцією РМ.

2. Моментом, прикладеним до вихідного штока РМ.

Щоб зменшити момент, прикладений до вихідного штока РМ, прагнуть зробити крутіше моментальну характеристику (ближче до релейної).

Всі ці нелінійності необхідно враховувати при проектуванні сервоприводу.

Побудова частотних характеристик для даного об'єкту проводитиметься в середовищі MATLAB/Simulink.

На вказаному графіку видно що, що пік амплітуди рівний А=1.6°, стале значення амплітуди, рівний А=1.2°и час перехідного процесу t_ПП=0.25 c, який задовольняє вимогам ТЗ. Величина перерегулювання складає приблизно δ=0.6 від сталого значення амплітуди і задовольняє вимогам ТЗ.

Побудуємо ЛАЧХ і ЛФЧХ нескоректованої системи за допомогою команд MATLAB, а також ЛАЧХ і ЛФЧХ скоректованої системи.

Запас стійкості по амплітуді рівний 40.5 дБ, по фазі -375 град. Зв'язана частота ω_С=233 рад/с. Запас стійкості системи не достатні, щоб система залишалася стійкою при варіаціях параметрів, приводу і інших функціональних пристроїв в допустимих межах.

3. Експериментальна частина

Задачею експериментальної частини є, одержати навики дослідження статичної і динамічних характеристик електрогідравлічної рульової машинки (ЕГРМ), з використанням реальної установки (в аудиторії 402 радіо корпусу). Як об'єкт управління використовували електрогідравлічний рульовий привод, який представлений на малюнку 3.1.

Малюнок 3.1 – Електрогідравлічна рульова машинка

На вихідному валу ЕГРМ встановлений рухомий електричний контакт, який стикається з сектором нерухомого контакту, має певний тарований (заданий) центральний кут . Послідовно в ланцюг контактів включається годинник для визначення тривалості замкнутого стану контактів при обертанні вихідного валу ЕГРМ. Для подачі управляючого сигналу використовували джерело командних сигналів. Включення стенду здійснюється включенням тумблерів.

а) перемикач встановити в положення 2, перемикачі, і в положення 1. Перемикачі і використовуються для відстежування зміни сигналів в контрольних точках системи і живлення;

_б) рухомий контакт ЕГРМ встановити в положення розімкненого стану по відношенню до нерухомого контакту, шляхом повороту вихідного валу ЕГРМ;

в) ручкою регулятора задаючого пристрою (ЗП) встановити по вольтметру необхідне значення управляючої напруги (знак сигналу залежить від повороту ЗУ управо або вліво по відношенню до середнього положення ЗП);

г) включити тумблери і (подається живлення на годинник);

д) включити тумблер, після чого вихідний шток ЕГРМ після певного часу займе нове украй положення;

е) після зупинки штока ЕГРМ вимкнути тумблер живлення електродвигуна і записати свідчення годинника в таблиці 3.1–3.3. Перемкнути перемикач () в положення 2 і по першому (другому) променю осцилографа визначити напругу на виході СМ, після чого встановити перемикач () в положення 3 і по першому (другому) променю осцилографа визначити вихідний сигнал на воді ПМ. Всі свідчення занести в таблиці 3.1–3.3;

ж) здійснити установку годинника в нульове положення відповідною кнопкою скидання годинника;

з) змінити знак на управляючої дії ЗП на протилежний і повторити пп. е-ж.

и) з певним інтервалом зміни управляючої дії повторити пп. в-к.

к) визначити значення кутових швидкостей обертання валу ЕГРМ, як відношення кута повороту вихідного штока до проміжку часу замкнутого стану контактів:

, (3.1)

де – фіксоване значення кута; – інтервал часу за який шток ЕГРМ при і-том управлінні здійснює поворот на фіксований кут. К _ПМ = 3.

Таблиця 3.1 Характеристики ЕГРМ в першому положенні перемикача

№	Uзад, В	Uсум, В	Uпп, В	, рад/с
1	0	0	0	0
2	0,5	1,11	1,5	0,075
3	1	2,31	3	0,152
4	1,5	3,5	4,5	0,3
5	2	4,9	6	0,4
6	2,5	6,27	7,5	0,455
7	3	7,47	9	0,465
8	3,5	8,67	10,5	0,48
9	4	9,9	12	0,471
10	4,5	11,13	13,5	0,477
11	4,95	11,57	14,85	0,48
12	-0,5	-1,55	-1,5	0,009
13	-1	-2,75	-3	0,063
14	-1,5	-4,04	-4,5	0,153
15	-2	-5,3	-6	0,27
16	-2,5	-6,77	-7,5	0,35
17	-3	-7,9	-9	0,41
18	-3,5	-9,2	-10,5	0,45

Таблиця 3.2 Характеристики ЕГРМ в другому положенні перемикача

U_З, В	U_СМ, В	Uпп, В	Δt, с	δ_i, рад/с
0,5	0,7	2,1	10,95	0,096
1	1,7	5,1	6,12	0,17
2	5,3	15,9	3,03	0,34
3	7,7	23,1	2,25	0,46
4	9,8	29,4	2,34	0,447
5	10,1	30,3	2,26	0,463
-0,75	-2,2	-6,6	26,94	0,04
-1	-3	-9	10,5	0,1
-2	-4,1	-12,3	3,12	0,33
-3	-9	-27	2,05	0,51
-4	-10	-30	2,25	0,465
-5	-10,1	-30,3	2,19	0,48