Устойчивость систем стабилизации

В послевоенный период теория автоматического регулирования формируется как самостоятельная научная дисциплина. Существенное влияние на ее развитие оказали результаты, полученные в смежных областях, особенно радиотехнике. Критерий Найквиста — Михайлова и критерий Михайлова были распространены на системы, описываемые дифференциальными уравнениями высокого порядка. Возможность использования экспериментально снятой амплитудно-фазовой характеристики устойчивой разомкнутой системы для определения устойчивости замкнутой системы делает частотные методы весьма распространенными на практике. В 1946 г. эти критерии были распространены на случаи нейтральных и неустойчивых разомкнутых систем. Теория устойчивости линеаризованных систем с сосредоточенными параметрами получила свое завершение в разработке теории Д-разбиения. В 1946 г. были исследованы закономерности расположения корней целых функций на комплексной плоскости, характеризующие устойчивость систем с распределенными параметрами (трубопроводы, длинные линии электропередач и т. д.) и с элементами с транспортным запаздыванием. На системы с запаздыванием был распространен метод частотных характеристик систем с сосредоточенными параметрами. В 1947 г. этот метод был распространен на один класс систем с распределенными параметрами. В связи с задачами стабилизации линейных систем в 1951 г. было [c.248]

Проанализированы особенности рассматриваемых задач и методов, позволяющие глубже проникнуть в их сущность, понять законы функционирования частично устойчивых систем, механизмы возникновения и потери свойств частичной устойчивости. Показаны опасности при практическом использовании результатов теории устойчивости и стабилизации по части переменных. [c.67]

УСТОЙЧИВОСТЬ и СТАБИЛИЗАЦИЯ ПО ЧАСТИ ПЕРЕМЕННЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С КОНЕЧНЫМ ЧИСЛОМ СТЕПЕНЕЙ СВОБОДЫ [c.167]

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАДАЧ УСТОЙЧИВОСТИ И СТАБИЛИЗАЦИИ ПО ЧАСТИ ПЕРЕМЕННЫХ СТОХАСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ [c.266]

В последнее время в связи с потребностями развития космической техники и космических полетов, тенденцией увеличения размеров орбитальных систем и уменьшения их жесткости и рядом других факторов, в частности, с повышенными требованиями к точности ориентации составных космических аппаратов относительно инерциальной или орбитальной системы координат, стали весьма актуальными проблемы нелинейной динамики, устойчивости и стабилизации составных космических систем с учетом упругости и деформируемости их отдельных конструкций. Такими конструкциями являются, например, выдвижные штанги, упругие стержни передающих антенн, упругие пластины панелей солнечных батарей, антенны, упругие кольца радиоантенн, гибкие тросы, упругие топливные баки с жидким наполнителем и т. п. Обширная библиография приведена в работах [c.402]

Первые исследования стационарных движений сложных механических систем, в том числе, упругих спутников, и их устойчивости начаты в работах В.В. Румянцева, его учеников и последователей. Решение задач устойчивости и стабилизации стационарных движений упругих [c.402]

Разбирая ситуации, связанные с необходимостью обеспечения устойчивости систем с обратной связью, мы обнаружили, что быстродействие каждый раз вступало в противоречие с устойчивостью. В контуре обратной связи звено с самым низким быстродействием определяло возможность устойчивой работы и вместе с тем динамику, г. е. скорость поиска или стабилизации системы в целом. Это звено обладало двумя важными свойствами оно было минимально-фазовым и скорость уменьшения его коэффициента передачи с частотой была пропорциональна частоте. Иначе говоря, это звено было либо апериодическим, либо его предельным случаем — интегрирующим. У обоих этих звеньев сдвиг по фазе не превышает я/2 радиан, т. е. четверть периода. Суммарное действие всех остальных звеньев не должно было при этом вносить фазовый сдвиг больше тг/г — на самом деле даже значительно меньший нужен, как говорят, запас по фазе . [c.45]

После двукратного дифференцирования автомат обретает способность реагировать уже не только на скорость углового отклонения ракеты, но и на ускорение, что в принципе делает систему стабилизации более гибкой. Устойчивость движения достигается выбором необходимой величины отношений bi/bo и 62/ 0- Для этого соответствующим образом подбираются емкости в первой и второй дифференцирующей цепочках. [c.398]

Не исследуя условий устойчивости, что представляет для трехконтурной схемы сложную задачу, можно из общей теории автоколебательных систем указать неустойчивые участки частотных кривых. На рис. 9.6 они помечены крестиками. Из этого рисунка видно, что для целей частотной стабилизации наиболее пригодна работа в режиме, соответствующем средней ветви частотной кривой 5, проходящей через точку синхронизма. [c.314]

На построение системы саморегулирования существенное влияние оказывают скорости действующих на машину процессов. Именно они определяют метод контроля изменяющихся параметров, периодичность или непрерывность работы" механизмов под-наладки. Для быстропротекающих процессов, процессов средней скорости и медленных структура системы саморегулирования будет различна. В последние годы появился ряд систем автоматической подналадки или стабилизации работы машин с функциями приспособляемости и защиты от влияния различных воздействий на устойчивую работу оборудования. [c.461]

В то же время одним из условий термической стабилизации систем с одинаковыми энергиями связей является уменьшение АЗ. Наименее термически устойчивым звеном в органосиликатных материалах является кремнийорганический полимер — связующее органосиликатных материалов. Одним из возможных путей уменьшения ДдУ для однотипных полимеров является изменение конформации цепей макромолекул, их структурирование, влияющее на характер реакций разложения. [c.185]

Дальнейшее развитие теории импульсных систем шло по пути разработки частотных методов анализа импульсных систем как при детерминированных, так и при случайных воздействиях. Развитые методы позволили установить особенности и свойства, специфичные для импульсных систем, а именно возможность стабилизации непрерывных систем с запаздыванием и неустойчивыми звеньями путем введения импульсного элемента, или ключа, осуществление в импульсных системах процессов конечной длительности (бесконечной степени устойчивости). Этот последний факт впоследствии лег в основу важного понятия управляемости общей теории управления. [c.250]

В книге дан анализ динамических режимов в электромеханических системах экскаваторов показано влияние параметров электрического привода и механизмов на динамические режимы и максимальные нагрузки проанализирована устойчивость переходных процессов в системах автоматического регулирования механизмов. Предложены аналитические методы исследования динамики электромеханических систем привода экскаваторов, методы определения динамических нагрузок в механизмах, методы анализа энергетического баланса электромеханических систем экскаваторов, методы электронного моделирования комплексных электромеханических систем, а также методы улучшения динамических режимов и стабилизации переходных режимов. Изложены рекомендации по уменьшению динамических нагрузок в элементах конструкции, обеспечиваюш,ие повышение надежности экскаваторов. [c.151]

Ракета совместно с автоматом стабилизации образует замкнутую динамическую систему. Устойчивость движения ракеты обеспечивается обычно раздельно по углам тангажа, рысканья и крена, поэтому рассматривают замкнутые динамические системы в каждой из трех плоскостей. [c.478]

Параметрическая стабилизация возможна также в системах, равновесие которых q = 0 неустойчиво из-за наличия ускоряющих сил. Так, можно стабилизировать систему с двумя степенями свободы, диссипативная функция Релея которой — знакопеременная функция. Если же эта функция является отрицательно определенной (т. е, любое движение сопровождается притоком энергии в систему), то параметрическая стабилизация невозможна. Параметрическая стабилизация обнаруживается также в системах, неустойчивых при наличии гироскопических и диссипативных сил. Области устойчивости для этих систем по структуре напоминают области, показанные на рис. 10, в [1091. [c.134]

Болотин В. В. Эффекты стабилизации и дестабилизации в задачах устойчивости упругих систем // Проблемы устойчивости движения, аналитической механики и управления движением Сб. статей. Новосибирск Наука, 1979.С.7-17. [c.532]

Продольная и поперечная скорости вертолета на режиме висе-ния изменяются путем создания моментов по тангажу и крену относительно центра масс вертолета, что представляет собой более трудную задачу. Летчик, воздействуя на рычаги управления, непосредственно изменяет углы тангажа или крена, в результате чего возникают продольная или поперечная сила, а затем и желаемое изменение скорости вертолета. Между силами и моментами, порождаемыми управляющими воздействиями, обычно имеется существенная взаимосвязь, так что любое управляющее воздействие для создания нужного момента требует некоторых компенсирующих воздействий по другим осям. Вертолет без системы автоматического повышения устойчивости не обладает ни статической, ни динамической устойчивостью, особенно на режиме висения. Поэтому сам летчик должен осуществлять управляющие обратные связи для стабилизации вертолета, что требует от него постоянного внимания. Использование автоматических систем для улучшения характеристик устойчивости и управляемости вертолета всегда желательно, а для ряда его применений — существенно важно, но такие системы увеличивают стоимость и усложняют конструкцию вертолета. [c.700]

Особенностью магнитных систем управления спутников, стабилизированных собственным вращением, является то, что работают они не непрерывно, а с некоторой скважностью, которая определяется не только временем накопления достаточной ошибки от возмущений, но и физическими свойствами магнитного поля Земли. Иногда система включается один раз за виток, иногда намного реже, причем в одних случаях работа происходит на определенных участках орбиты, где выполняются условия оптимального управления, а в других — на любом участке или на протяжении всего витка (или нескольких витков), если выполнение этих условий не требуется. Проведенные исследования [30] показали, что для каждой орбиты и всех фаз полета спутника с активной магнитной системой существуют четыре точки переключения. Условия переключения проверяются с помощью сигналов датчика напряженности магнитного поля Земли и солнечных датчиков. При этом соответственно переключается и магнитный диполь ориентации оси закрутки, и диполь стабилизации скорости собственного вращения спутника. Прерывистость работы активных магнитных систем ориентации положения спутника и его скорости закрутки обусловливается самой природой стабилизации собственным вращением, для которой характерна высокая устойчивость к воздействию как внешних, так и внутренних возмущающих моментов. [c.125]

Пассивная система стабилизации вращением придает КА необходимые свойства устойчивости, но с течением времени era главная ось теряет первоначально заданную ориентацию. Для устранения этого недостатка систему ориентации необходима [c.209]

Систему солнечной стабилизации будем называть устойчивой, если существует натуральное N, такое, что для любого натурального п [c.131]

Книга входит в серию Механика. Новое в зарубежной науке , выпуск которой начат издательством в 1975 г. Сборник включает статьи по математическим вопросам теории стабилизации составных космических систем, предназначенных для радиофизических, астрономических и других научных целей Исследуется динамика спутника с двойным вращением, его устойчивость, а также автоколебания оси стабилизации. Задача сводится к решению дифференциальных уравнений, в общем случае нелинейных и содержащих переменные параметры. Оцениваются динамические процессы и строятся законы управления, обеспечивающие стабилизацию спутника. [c.3]

ФАЗОВЫЕ ПЛОСКОСТИ И УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ СТАБИЛИЗАЦИИ, ИМЕЮЩИХ ДАТЧИК УГЛОВОП СКОРОСТИ С ЗОНОЙ НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ [c.216]

Рассмотрим устойчивость процесса стабилизации угловой скорости крена летательного аппарата. Для этого упростим уравнения (3.6.1 ) и (3.6.2 ), приняв в них Sp = 8р, Мв = Мт = В sin 7, = 0 и обозначив средние для исследуемого участка траектории значения коэффициентов 5//г = Л = = 2, Д + QyJpyUFZ = di, D = dz, = dg. В результате получим линеаризованную систему дифференциальных уравнений движения летательного аппарата и роллеронов [c.287]

Вторая глава содержит анализ систем управления движением современных машинных агрегатов. Здесь приведены наиболее су1п,ественные для практики схемы систем стабилизации угловой скоростп, позиционирования и контурного управления. Рассмот-репо влияние свойств колебательной механической системы па эффективность управления и устойчивость. [c.6]

Проблемы устойчивости и стабилизации по отношению к части переменных - части координат фазового вектора динамических систем, а также управления по части переменных (включая игровые задачи управления по части переменных в условиях неопределенности или конфликта), являются междисциплинарными и естественным образом возникают в приложениях. Теория и методы исследования таких задач за гюследние годы получили существенное развитие. [c.2]

Наряду с традиционными исследованиями по общим проблемам теории устойчивости, с середины XX столетия в ряде научных центров России и бывшего СССР, а также Европы, Индии, Китая, США и Японии интенсивно разрабатываются задачи устойчивости и стабилизации динамических систем не по всем, атолько по отношению к части координат их фазового вектора. Такие задачи естественным образом возникают в приложениях и часто называются также задачами устойчивости (стабилизации) по части переменных, или (кратко)задачами частичной устойчивости (стабилизации). [c.5]

Применяя критерии устойчивости (например, метод О-разбие-ния) можно проанализировать, при каких значениях параметров стабилизации можно получить устойчивую систему для требуемого коэффициента усиления. [c.91]

При больших углах поворота колец взаимное влияние систем стабилизации по каждой из осей необходимо исследовать, поскольку оно может уменьшать запас устойчивости системы, а также увеличивать ошибку стабилизации. Известен ряд факторов, обусловливаюш,их взаимные связи между осями стабилизации [13, 14 ]. Для систем косвенной стабилизации наиболее суш,ествен-ны два таких фактора связи через моменты стабилизируюш,их двигателей и связи, обусловленные зависимостью момента инерции, приведенного к той или иной оси подвеса, от углов поворота системы вокруг других осей подвеса. [c.161]

В соответствии с первой нз этих траетовок, исторически более раииеи, под управляемостью понимается способность летательного аппарата достаточно быстрого реагирования на отклонения органов управления с целью парирования внезапно появившихся возмущений или интенсив ного изменения скорости и высоты полета, других параметров траектории. направления движения. Свойство управляемости в указанном смысле может быть названо "динамической управляемостью", так- как оно непосредственно определяет динамику переходных процессов, возникающих при перекладках органов управления. Характеристики динамической управляемости используются в первую очередь для анализа устойчивости ЛА и синтеза систем стабилизации его движения. Применительно к задачам построения автопилотов характеристики динамической управляемости самолетов и ЛА некоторых других типов подробно рассмотрены в известной монографии И.В. Остославского и И.В. Стражевой[29]. [c.90]

Поперечный вдув струй в сносящий поток представляет практический интерес в связи с разнообразными приложениями, начиная от разбавления продуктов сгорания воздухом в камерах сгорания (КС) газовых турбин и заканчивая аэродинамикой реактивной струи при переходе самолета вертикального или укороченного взлета и посадки с режима подъема на крейсерский режим. При вдуве струи в сносящий поток наблюдается сложная картина течения [1, 87]. Поперечное сечение струи принимает почкообразную форму и состоит из двух вихрей, закрученных в противоположные стороны. Основной поток, обтекая струю, формирует зону обратных токов. Возникающие зоны возвратных течений могут быть использованы для стабилизации фронта пламени в прямоточных КС авиационных двигателей. Генератором стабилизирующей струи служит вихревой воспламенитель [141] (см. п.7.1). Преимущества этих систем — высокая надежность запуска и устойчивая работа в щироком диапазоне изменения физических и климатических условий. В этом случае стабилизация осуществляется на высокотемпературном факеле — закрученном потоке продуктов сгорания, истекающих из сопла-диафрагмы с трансзвуковой скоростью, что может быть использовано для воспламенения сносящего потока топливо-воздушной смеси. При [c.359]

I — главный центральный момент инерции, h — коэффициент вязкого трения, М — момент внешних сил. Пусть М = М (t 3) является известной функцией угла -ф поворота руля. При М = О установившийся угол ф зависит от начальных условий и может принимать согласно (4.46) любое значение ф = onst, т. е. при М = О судно обладает многообразием равновесных состояний. Создание одного устойчивого состояния равновесия, соответствуюш,его заданному курсу ф = О, возможно лишь посредством перемещения руля. Одной из простейших систем автоматической стабилизации курса является двухпозиционный авторулевой, при котором руль может находиться лишь в двух положениях -ф = создавая в каждом из них равные, но противоположно направленные моменты сил М = М . При этом положение руля за-ВИСИТ ОТ СОСТОЯНИЯ судна, т. е. является [c.105]

В качестве второго примера рассмотрим динамическую систему с гироскопическим стабилизатором [10, UJ. Конкретным примером такой системы может служить однорельсовый вагон с гироскопической стабилизацией. При отсутствии момента, ускоряющего прецессию кольца гироскопа, такая механическая система не имеет устойчивых режимов. Для получения устойчивых режимов вводят специальный момент[9]. Будем аппроксимировать этот специальный момент (сервомомент) кубической параболой. Уравнения малых колебаний такой механической системы будут (рис. 5.37) [c.200]

Ниже кратко изложены некоторые аспекты устойчивости данной разностной схемы без ее детального математического обоснования. Для устойчивости схемы требуется, чтобы была устойчива как прогонка, так и итерационный процесс. Условие устойчивости прогонки для получаемой в результате преобразования дифференциальной задачи к разностной системе нелинейных алгебраических уравнений совпадает с условием хорошей обусловленности системы алгебраических уравнений для определения Zm на лучах т] = onst. Последнее условие, в свою очередь, определяется знаками собственных значений матрицы А, среди которых должны быть как отрицательные, так и положительные. Число различных но знаку собственных значений связано с направлением характеристического конуса и согласуется с количеством граничных условий при g=0 и =1. В практических расчетах из-за сильного изменения направления потока в расчетной области условие хорошей обусловленности может нарушаться, что при1юдит к неустойчивости или разбалтыванию разностного решения. В этом случае для стабилизации четырехточечной схемы приходится, например, сдвигать систему координат таким образом, чтобы собственные значения не изменяли знаков. [c.141]

Анализ устойчивости управляемых линейных (и нелинейных) систем частотными методами базируется на частотных характеристиках разомкнутой линейной модели системы [106]. Для одноконтурных систем регулирования машинных агрегатов по принципу стабилизации с тахометрической обратной связью частотная характеристика разомкнутой САР скорости определяется простейшим образом в виде произведения частотных характеристик ио-следовательнои цени звеньев направленного действия [. 59, 106]. В более общнх случаях частотную характеристику линейной модели САР скорости часто также целесообразно определять, не решая для этой модели проблему собственных спектров. Обобщенная задача такого рода с одним входом % и одним выходом а решается на основе модели вида [38, 106] [c.246]

Находящийся в работе осветлитель представляет собой систему, состояние равновесия и устойчивости которой требует строгой стабилизации таких параметров, как температура поступающей в осветлитель воды (колебания которой допускаются не более 1 °С) и производительность осветлителя. Эти два параметра определяют нормальную работу воздухоотделителя, так как колебания этих параметров в ту или иную сторону изменяют соответственно растворимость и общее количество выделяющегося из воды воздуха. Если нагрузка воздухоотделителя становится чрезмерной, то какая-то часть выделяющегося из воды воздуха будет проходить в нижнюю часть осветлителя и далее поступать в зону контактной среды. Здесь пузырьки газа будут сорбироваться частицами взвещенного осадка, что может привести к их всплыванию и уменьщению скорости их осаждения в щла-моуплотнителе. При этих условиях возникает необходимость снижения производительности осветлителя, чтобы избежать резкого ухудшения качества осветленной воды. [c.63]

Успешная работа и дальнейшее развитие любой из перечисленных систем возможны только при условии, что исходная плазменная структура оказывается макроскопически устойчивой, сохраняя заданную форму в течение всего времени, необходимого для протекания реакции. Кроме того, в плазме должны быть подавлены те микроскопич. неустойчивости, при возникновении и развитии к-рых распределение частиц по энергиям перестаёт быть равновес-, ным и потоки частиц и тепла ггоперёк силовых линий резко возрастают по сравнению с их теоретич. значением. Именно в направлении стабилизации плазменных неустойчивостей разного типа развивались осн. исследования магн. систем начиная с 1952, и эта работа ещё полностью не может считаться завершённой. [c.232]

Следовательно, форма и размеры пламенной поверхности определяются взаимодействием двух движений (пламени и потока), а устойчивость этой поверхности определяется процессом стабилизации (естественной или искусственной) корневой части конусообразной зоны горения. Целесообразность такого разграничения становится особенно очевидной при необходимости повысить интенсивность процесса горения, характеризуемую объемным теплонапряжением Q/V, или форсировку газогорелочного устройства, характеризуемую теилонапряже-нием сечения горелки Q/f. В этом случае важно иметь в виду, что предельные теплонапряжения Q/V п Q/F по-разному зависят от основных характеристик горючей смеси и конструктивных особенностей га-зогорелочных систем. [c.53]

Параметрическая стабилизация динамически неустойчивых систем. Описанный только что факт означает возможность параметрической стабилизации динамически неустойчивых систем система, динамически неустойчивая при ц = О, становится устойчивой при добавлении параметрических сил с надлежаще выбранными частотами и коэффициентами возбуждения. Аналогичное явление известно для систем, находящихся под действием консервативных сил. Например, известна возможность стабилизации обращенного маятника путем сообщения его опоре определенного колебательного движения (стабилизация связана с попаданием в область устойчивости на диаграмме Айнса — Стретта при а < 0). Возможность стабилизации существенно непотенциальных систем является не столь очевидной. [c.134]

Динамическая устойчивость упругих систем, находящихся в потоке жидкости или газа, существенно зависит от взаимного расположения парциальных собственных частот. Сближение парциальных частот может послужить причиной снижения 1фитической скорости флаттера, т.е. дестабилизации невозмущенного состояния системы. Напротив, разводя некоторые парциальные частоты, можно добиться стабилизации. Явление стабилизации (дестабилизации) упругих панелей, находящихся в сверхзвуковом потоке газа, с подвещенными массами изложено в работе [12]. Если к упругой панели при помощи вязкоупругой подвески присоединена относительно малая дополнительная масса, то следует ожидать, что при этом" изменится и критическая скорость флаттера. Ответ на вопрос о характере изменения условий устойчивости не может быть дан в общей форме вследствие сложности задачи. [c.524]

П. М. Бейнум и др. рассмотрели достаточно общую задачу о стабилизации углового положения спутника с двойным вращением, снабженного демпферами. Динамическую модель демпфера они выбрали в виде колебательной системы с одной степенью свободы, обладающей инерцией, демпфированием и восстанавливающей силой. Основное тело спутника корпус), маховик и два демпфера образуют сложную механическую систему, и предметом исследования авторов этой статьи являются переходные движения и устойчивость стабилизируемого состояния системы. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...