Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Подготовка к выполнению работы





 

1. Ознакомиться с математической моделью системы стабилизации.

2. Оформить теоретическую часть отчета.

Порядок выполнения работы

 

1. Ввести в ПЭВМ машинную модель системы стабилизации по рис. 2с использованием блоков библиотеки пакета Simulink для заданного преподавателем варианта исходных данных согласно табл. 1. Принять Wкз=Kкз.

Таблица 1

№ варианта Kум Uп Rя, Ом Tя, мс cм, Нм/А cе, Вс/рад i Jд, кг·м2 Jиу, кг·м2 Mну, Н·м Mтр, Н·м
2,7 2,7 0,7 0,1 0,06 0,05 0,02 0,5 0,5 0,023 0,054 0,051 0,024 0,074 0,048 0,023 0,054 0,051 0,024 0,074 0,048 3·10-6 4·10-5 3·10-4 1·10-4 1·10-3 2·10-3

 

2. Подобрать значение коэффициента передачи Kкз, обеспечивающее:

- максимальное перерегулирование при отработке скачка входного воздействия φ=0,05 рад не более 30 %;

- максимальную динамическую ошибку при отработке продольной качки основания, изменяющейся по гармоническому закону φо=0,05sin5t рад, не более 0,008 рад.

Построить графики переходных процессов в системе стабилизации по рис. 2 при отработке скачка входного воздействия φ=0,05 рад, а также при отработке продольной качки основания (графики изменения угла поворота φиу и ошибки ε) при выбранном значении коэффициента передачи Kкз.

3. Ввести в ПЭВМ машинную модель системы стабилизации по рис.3 с использованием блоков библиотеки пакета Simulink для заданного преподавателем варианта исходных данных согласно табл. 1. Принять Wкз=Kкз.

4. Подобрать значения коэффициентов передачи Kкз и Kгт, обеспечивающие:

- максимальное перерегулирование при отработке скачка входного воздействия φ=0,05 рад не более 10 %;



- максимальную динамическую ошибку при отработке продольной качки основания, изменяющейся по гармоническому закону φо=0,05sin5t рад, не более 0,005 рад.

Построить графики переходных процессов в системе стабилизации по рис. 3 при отработке скачка входного воздействия φ=0,05 рад, а также при отработке продольной качки основания (графики изменения угла поворота φиу и ошибки ε) при выбранных значениях коэффициентов передачи Kкз и Kгт.

5. Провести анализ влияния коэффициентов передачи Kкз и Kгт на характеристики точности и показатели качества переходного процесса.

 

Отчет о работе

 

Отчет должен содержать:

1. Математическую модель системы косвенной стабилизации в виде структурной схемы.

2. Распечатку машинных моделей систем стабилизации по рис. 2 и рис. 3.

3. Выбранные значения параметров корректирующих устройств.

4. Графики переходных процессов при отработке скачка входного воздействия и отработке продольной качки.

Контрольные вопросы

 

1. Сущность метода косвенной стабилизации. Блок-схема системы косвенной стабилизации.

2. Уравнения системы косвенной стабилизации.

3. Постройте на основе уравнений, описывающих динамику системы стабилизации, ее математическую модель в виде структурной схемы.

4. Какие размерности имеют параметры математической модели системы стабилизации?

5. Какие блоки библиотеки пакета Simulink используются при моделировании системы стабилизации? Какие параметры имеют эти блоки?

6. Как влияют параметры корректирующих устройств на характеристики точности и переходных процессов системы стабилизации?

 

Лабораторная работа № 5

 

Исследование гидропривода

объемного регулирования

 

 

Цель работы: Ознакомление с блоками библиотеки пакета Simulink, используемыми при моделировании нелинейных систем управления. Разработка машинной модели гидропривода объемного регулирования и исследование его динамики на ЭВМ.

Гидропривод используется в качестве силовой части электрогидравлических следящих систем. Гидроприводы отличаются высоким быстродействием, большими развиваемыми усилиями и крутящими моментами при относительно малых моментах инерции вращающихся частей исполнительных двигателей (ИД), легкостью защиты от перегрузок.

По виду средств, с помощью которых осуществляется регулирование скорости ИД, гидроприводы разделяются на гидроприводы объемного регулирования и гидроприводы дроссельного регулирования.

В гидроприводе объемного регулирования изменение скорости ИД осуществляется путем изменения рабочего объема насоса и в отдельных случаях гидромотора.

Гидроприводы объемного регулирования обладают высоким КПД, жесткой механической характеристикой, большим диапазоном регулирования, плавностью движения на малых скоростях. К недостаткам гидроприводов объемного регулирования следует отнести более сложную конструкцию и меньшее быстродействие по сравнению с гидроприводами дроссельного регулирования.

В гидроприводах дроссельного регулирования частота вращения ИД определяется сопротивлением управляющих дросселей, включенных последовательно или параллельно с ИД.

Схема гидропривода объемного регулирования приведена на рис. 1. Кроме основных элементов –насоса и гидромотора, определяющих статические и динамические характеристики гидропривода, она содержит систему подпитки, предохранительные устройства, фильтр, пополнительный бак. Насос Н приводится во вращение приводным электродвигателем ПД. При повороте органа регулирования насоса – люльки изменяется его производительность. Насос Н соединен магистральными трубопроводами Т с исполнительным двигателем ИД. Давление в магистрали всасывания насоса Н создается вспомогательным насосом ВН, который одновременно обслуживает узлы гидроавтоматики механизма управления.

 
 


Рис. 1. Схема гидропривода объемного регулирования

 

Рабочая жидкость из вспомогательного насоса ВН подается через фильтр Ф к подпиточным клапанам ПК, обеспечивающим избыточное давление в магистрали всасывания в пределах 0,8 – 1 МПа. Избыточное количество рабочей жидкости удаляется через сливной клапан СК в пополнительный бак БП, а давление подпитки ограничивается предохранительным клапаном ППК. Ограничение давления в магистралях гидропривода производится предохранительными клапанами МПК. Пополнительный бак предназначен для пополнения гидропривода рабочей жидкостью с целью компенсации потерь от внешних утечек и поддержания постоянного объема рабочей жидкости в гидроприводе при повышении или понижении температуры.

Процессы в гидроприводе описываются уравнениями расходов в отдающей и приемной полостях насоса, а также уравнением моментов на валу исполнительного двигателя (гидромотора) [8].

Входной величиной гидропривода являются параметр регулирования насоса e(t), представляющий собой отношение значения угла поворота люльки αл насоса к его максимальному значению αл.max, т.е.:

Выходной величиной является скорость исполнительного двигателя.

На рис. 2 изображена схема расходов гидропривода. Отдающая полость насоса обозначена цифрой 1, а приемная полость – цифрой 2.

Уравнения расходов отдающей и приемной полостей насоса имеют вид:

Рис. 2. Схема расходов гидропривода

(1)

(2)

 

где Qн(t) – геометрическая подача насоса, см3/c;

Qгм(t) – геометрический расход гидромотора, см3/c;

Qд.1(t), Qд.2(t) – деформационные расходы рабочей жидкости в полостях 1, 2, см3/c;

Qу.1(t), Qу.2(t) – расходы утечек рабочей жидкости из полостей 1, 2, см3/c;

Qп – расход перетечек из полости 1 в полость 2, см3/c;

Qн к.1(t), Qн к.2(t), Qгм к.1(t), Qгм к.2(t) – расходы, определяемые компрессией и декомпрессией рабочей жидкости при прохождении ее соответственно через насос и гидромотор, см3/c;

Qпп.1(t), Qпп.2(t) – расходы системы подпитки, см3/c.

 

Как правило, расходы, вызываемые компрессией и декомпрессией рабочей жидкости при прохождении ее через гидромашину, имеют малую величину. Поэтому ими при исследовании динамики ЭГСС пренебрегают. Остальные слагаемые уравнений расходов (1), (2) определяются по следующим выражениям:

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

где wн – характерный объем насоса, т.е. объем несжимаемой рабочей жидкости, подаваемой насосом при повороте его ротора на один радиан, при максимальном значении параметра регулирования и отсутствии утечек и перетечек, см3/рад;

wгм – характерный объем гидромотора, см3/рад;

Ωн(t), Ωгм(t) – угловые скорости насоса и гидромотора, рад/с;

V1, V2 – объемы рабочей жидкости в полостях 1 и 2 гидропривода, см3;

E=14000 кг/см2 – объемный модуль упругости рабочей жидкости;

p1(t), p2(t) – давления в полостях 1 и 2, кг/см2;

Kу, Kп – коэффициенты утечек и перетечек, см5/(кг·с);

Qп.max – расход перетечек при срабатывании предохранительного клапана (при превышении допустимого перепада давлений), см3/с;

Kп.max – коэффициент перетечек при срабатывании предохранительного клапана, см5/(кг·с);

p0 – давление рабочей жидкости в системе подпитки, кг/см2;

Kпп – коэффициент перетечек рабочей жидкости из системы подпитки в магистральный трубопровод, см5/(кг·с).

Уравнение моментов на валу гидромотора имеет следующий вид:

(13)

 

где J – момент инерции ротора гидромотора с учетом момента инерции нагрузки, приведенного к валу ГМ, кг·м2;

Mн.гм – момент нагрузки, приведенный к валу гидромотора, Н·м;

Mгм – момент, развиваемый гидромотором, Н·м:

(14)

где g=9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.

 

Структурная схема гидропривода объемного регулирования, составленная по уравнениям (1) – (14), приведена на рис. 3.

Рис. 3. Структурная схема гидропривода объемного регулирования









ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.