Анализ и синтез СП

В первой части рассмотрены общие вопросы теории и проектирования следящих приводов (СП). Получены обобщенные уравнения, структурные схемы и передаточные функции СП. Разработаны методы анализа и синтеза непрерывных (линейных и нелинейных) и дискретных (импульсных и цифровых) СП. Эти методы предусматривают использование обратных логарифмических частотных характеристик, упрощающих исследование СП и делающих процедуру синтеза более наглядной. В первой части изложены вопросы анализа и синтеза СП при наличии в силовой передаче между исполнительным двигателем и объектом регулирования упругих деформаций и люфта. Здесь рассмотрена работа СП на малых ( ползучих ) скоростях, показаны особенности исследования СП при его работе от источника энергии ограниченной мощности. Здесь же рассмотрены вопросы энергетического анализа СП. Значительное внимание уделено анализу динамики двухканальных систем различных видов. [c.3]

Анализ и синтез СП усложняются из-за необходимости учета упругих деформаций и люфта в передаче между исполнительным двигателем и объектом регулирования (что особенно существенно для систем большой мощности), учета ряда других нелинейностей (ограничение зоны линейности предварительного усилителя, ограничение момента, развиваемого исполнительным двигателем, наличие сухого трения на валу объекта и др.), учета дискретного характера управления при использовании в составе СП ЦВМ и других факторов. [c.7]

В настоящей книге все вопросы анализа и синтеза СП рассматриваются с общих позиций частотных методов исследования. [c.7]

Для анализа и синтеза СП необходимо располагать зависимостью между угловой 1 скоростью вала исполнительного двигателя и воздействиями, приложенными к силовой части СП. Этими воздействиями являются сигнал gy, поступающий на вход усилителя (преобразователя) мощности, и момент нагрузки Мн.д на валу исполнительного двигателя (ИД). Статические характеристики усилителя мощности я исполнительного двигателя, как правило, нелинейны, поэтому указанная зависимость имеет нелинейный характер. Однако во многих случаях нелинейности статических характеристик таковы, что при малых отклонениях от положения равновесия эта зависимость может быть линеаризована. Бели статические характеристики отдельных элементов являются существенно нелинейными, оказывается удобным представлять нелинейную систему в виде последовательного соединения линеаризованной части с нелинейным элементом. Ниже рассматриваются обобщенные (не зависящие от типа силовых элементов) уравнения линеаризованной модели силовой части, следящего привода. [c.8]

Во многих случаях внутренняя обратная связь по моменту, развиваемому ИД, практически не влияет на работу СП. Когда влияние указанной внутренней обратной связи существенно, уравнение силовой части СП удается привести к виду (1-15), поэтому в дальнейшем для большей наглядности анализа и синтеза СП будем использовать (1-15) и структурную схему рис. 1-1,а без учета обратной связи, показанной пунктирной линией. [c.12]

На основании (1-81) — (1-85) можно построить при наличии смещения Xq графики зависимости коэффициента гармонической линеаризации qi для нелинейной функции fi x) от отношения Ха/Хл при фиксированном отношении /ю/лл . Такими графическими зависимостями удобно пользоваться при анализе и синтезе СП, содержащего нелинейные элементы. Графики зависимостей L (Ха/Хл) для различных значений модуля 1/ю/. л1 —0- 0,9 приведены на рис. 1-16. Эти графики [c.31]

В основу методов анализа и синтеза СП кладется предположение,, что движение его выходного вала, связанного с объектом регулирования, в кинематическом, силовом и энергетическом отношении заведомо обеспечено, а регулируемая координата может изменяться в неограниченных пределах. Также предполагается, что ИД обладает способностью выдерживать нагрев от тепла, выделяющегося за время работы СП. [c.430]

Обратная передаточная функция равна сумме двух слагаемых, первое из которых представляет собой обратную передаточную функцию разомкнутого СП без местной обратной связи, а второе характеризует цепь местной обратной связи. Упрощение, достигаемое при анализе и синтезе следящих приводов с использованием обратных ЛЧХ, связано с указанной возможностью представления функции W p). [c.49]

При анализе и синтезе двухканальной системы обратные передаточные функции первого и второго неавтономных разомкнутых СП могут быть определены по (6-23), (6-25), для которых функции S°i2(p) и B 2i(p) определяются (6-18), а передаточные функции автономных систем (/ )и W" (jO)находятся в соответствии с (1-23). Для системы [c.376]

При исследовании и проектировании СП возникают две основные задачи, одна из которых связана с определением регулировочных (скоростных), моментных (силовых) и энергетических характеристик силовой части СП — усилителя мощности, ИД и механической передачи,, а другая — с анализом и синтезом динамических характеристик СП. [c.430]

Ниже рассматривается методика анализа устойчивости замкнутой дополнительной эквивалентной системы, причем предполагается, что замкнутый или разомкнутый (в зависимости от места подключения датчика угла) СП с отключенной инерционной нагрузкой устойчив. Условия устойчивости системы с отключенной инерционной нагрузкой зависят от структуры СП. В основу синтеза СП могут быть положены две структурные схемы схема без обратных корректирующих связей (схема с последовательной коррекцией) и схема с обратными корректирующими связями. Так как методика анализа обоих видов структурных схем идентична, а схемы с корректирующими обратными связями получили наибольшее применение, то анализ СП с упругими деформациями в механической передаче произведем для таких схем. При этом рассмотренная ниже методика анализа без труда может быть использована и для систем с последовательной коррекцией. [c.272]

Понятие энергетический расчет является в значительной мере условным. Оно предусматривает определение не только энергетических,, но и регулировочных характеристик силовой части СП. При энергетическом расчете СП обычно возникают две основные задачи. Первая-задача заключается в выборе типа элементов и определении требуемых значений параметров силовой части СП при заданном законе движения объекта регулирования. Вторая задача заключается в анализе способности имеющейся в наличии конкретной силовой части СП воспроизводить заданный закон (или законы) движения объекта регулирования. Первую из этих задач иногда называют энергетическим синтезом, а вторую — энергетическим анализом СП [Л. 72]. Наибольшее значение имеет первая из названных задач. Эту задачу часто отождествляют с энергетическим расчетом. Задача об анализе пригодности СП ставится реже и решается относительно просто, если известны характеристики нагрузки, рассмотренные в 8-1. В дальнейшем в основном рассматривается первая задача, связанная с выбором элементов и значений параметров силовой части СП. [c.440]

Следящие приводы являются сложными многоконтурными системами. Одна из основных задач, которую приходится решать конструктору при создании СП, — анализ динамики и синтез СП с требуемыми показателями качества (точность, запасы устойчивости и др.). При решении этой задачи необходимо располагать уравнениями основных элементов СП и, прежде всего, уравнением его силовой части. Силовые части СП во многих случаях могут быть описаны линеаризованными дифференциальными уравнениями довольно высокого порядка. Например, система электромашинный усилитель — исполнительный двигатель постоянного тока независимого возбуждения описывается дифференциальным уравнениел пятого порядка. При определении порядка уравнения силовой части следует иметь в виду, что при решении вопросов анализа и синтеза СП приходится рассматривать устойчивость как основного, так и внутренних контуров. Для анализа устойчивости внутренних контуров необходимо располагать частотными характеристиками элементов СП в сравнительно широком диапазоне частот от О до 40—50 Гц и, следовательно, учитывать малые постоянные времени, влияющие на частотные характеристики в указанном диапазоне частот. [c.7]

При анализе и синтезе СП с упругой механической передачей будем исходить из того, что система с абсолютно жесткой механической передачей устойчива и обладает необходимыг-1и запасами устойчивости. Следовательно, в соответствии с (4-48) устойчивость СП с упругой механической передачей определяется устойчивостью дополнительной (эквивалентной) замкнутой системы с передаточной функцией Фэ(р)- [c.251]

Чеханические характеристики являются обобщенными характеристиками ИД. В них содержится информация о скоростной, моментной и энергетической характеристиках ИД. Кроме того, механическая характеристика позволяет определить электромеханическую постоянную времени ИД. Таким образом, механические характеристики ИД наиболее удобно использовать при энергетическом расчете СП. В то же время они используются и при анализе и синтезе СП. [c.438]

Характеристики АС в области изкнх частот рассчитываются пугем анализа существующих эквивалентных схем системы, полученных с помощью метода электромеханических аналогий. За последние годы разработай системный подход к анализу и синтезу параметров АС в области низких частот, базирующийся иа аналогии между характеристиками АС в области низких частот и параметрами соответствующих электрических фильтров, что позволило применить хорошо разработанные методы расчетов характеристик фильтров к расчету параметров АС [1]. Обобщенная эквивалентная схема АС с различными типами оформлений в области низких частот показана на рис. 1-3. Для построения эквивалентной схемы АС и ее последующей оптимизации используются такие электромеханические параметры низкочастотных громкоговорителей, как полная Сп, электрическая Qв, механическая Qfs добротности, эквивалентный объем — Уэк, частота основного резонанса о, модуль полного электрического сопротивления г и др., методы измерений которых описаны в разд. 2. [c.6]

Рассмотрим синтез СП с учетом возмущающего воздействия для наиболее общего случая, когда используется обратная связь по моменту, развиваемому ИД. С помощью схемы с датчиками скорости задающего и исполнительного валов при использовании обратной связи по моменту ИД реализуется желаемая характеристика третьего типа. Выполним анализ ЛАЧХ L [ К8(/ ) 1 для этой системы. Обратная передаточная функция эквивалентной разомкнутой системы в соответствии с (2-89) может быть представлена в виде [c.118]

Динамическое загрубление СП, которое было использовано в 4-8,а при синтезе СП с упругой механической передачей, при наличии люфта в механической передаче позволяет устранить автоколебания в СП с датчиком угла, жестко соединенным с валом объекта. Действительно, трудно представить себе такой объект, к валу которого не был бы приложен какой-либо внешний момент нагрузки (момент неуравновешенности, момент сопротивления при выполнении рабочей операции) или момент трения. В результате анализа нагрузок, действующих на валу объекта, можно установить минимальное гарантированное значение этих моментов Мв.мин. Далее, используя методику, рассмотренную в 4-7,д, определяем, обеспечивает ли значение Мв.мин отсутствие автоколебаний и достаточные запасы устойчивости. Если не обеспечивает, то в соответствии со вторым из уравнений (4-244) задаемся отношением Л1во/с0н=/зо/ 0н п по графику рис. 1-18, полагая вя=Ха, 0н=-> н, находим соответствующую этому отношению кривую зависимости L qz(xjxa). На этой кривой находим минимальное значение з(лга/л н) [мин. при выполнении неравенства 9з(0а, 9о) < < з( а/ н) мш1 автоколебания в СП отсутствуют. [c.332]

Указанный порядок синтеза комбинированного СП с использованием, обратной передаточной функции р) некоторой эквивалентной разомкнутой системы, которая в saMKnyTOiM состоянии по своим динамическим свойствам совпадает с рассматриваемой системой, удобен для одновременной оценки точности и устойчивости системы. Однако фактические запасы устойчивости комбинированной системы по фазе и по амплутуде отличаются от найденных из анализа эквивалентной разохмкнутой системы и определяются при отключении в комбинированной системе связи по производной от управляющего воздействия, поскольку эта связь не влияет на устойчивость СП. Это обстоятельство особенно важно учитывать при анализе импульсных следящих систем и систем, содержащих нелинейные элементы, для определения параметров автоколебаний. [c.97]

Для анализа влияния нелинейности на работу СП воспользуемся асимптотической ЛАЧХ L W - (/ o) и соответствующей ей ЛФЧХ arg (/а), изображенными на рис. 2-26, которые получены в результате синтеза линейного СП без датчиков скорости по методике, изложенной в 2-4. [c.150]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...