Проект электропривода вертикального наведения пусковой установки изделия 9П149 с улучшенными характеристиками по быстродействию
Дипломная работа - Безопасность жизнедеятельности
Другие дипломы по предмету Безопасность жизнедеятельности
ворота ПУ.
Исполнительное устройство представляет собой ЭД серии ЭДМ-14, имеющий следующие характеристики, [8]:
номинальная мощность - 180 Вт;
напряжение питания - 27 В;
номинальная частота вращения - 3000 об/мин;
КПД - не менее 0,65.
ЭД является исполнительным двигателем редуктора ВН привода ПУ. Передаточная функция ЭД:
,(3.22)
где:
К3 - коэффициент передачи равный 667 град/В;
Т1 - постоянная времени, характеризующая скорость протекания переходного процесса в исполнительном устройстве, равная 0,1.
Преобразующий элемент, состоящий из нескольких частей предназначен для передачи крутящего момента от ИД к объекту управления. Передаточная функция n-го редуктора имеет вид:
,(3.23).
, (3.24)
где:
Кn - коэффициент передачи n-го редуктора. Значения коэффициента передачи следующие: К4 = 0,56; К5 = 0,1.
Объект управления - ПУ представляет собой балку шарнирно установленную на станке и закрепленной на ней ПТУР в контейнере. ПУ является в данной схеме апериодическим звеном передаточная функция следующая:
,(3.25)
где:
?оу(S) - функция от времени угла поворота объекта управления;
?р(S) - функция от времени угла поворота выходного вала редуктора;
Т2 - постоянная времени объекта управления, равная 0,3;
К7 - коэффициент передачи объекта управления, равный 1.
В качестве тахогенератора используется ЭД серии ДПМ-25-Н1-02. Крутизна характеристики тахогенератора около 4 В на 1000 об/мин, [8]. Передаточная функция:
,(3.26)
где:
U?3(S) - функция от времени значения напряжения, вырабатываемого на тахогенераторе (в операторной форме);
?3(S) - функция от времени угла разворота ПУ (в операторной форме);
К8 - коэффициент передачи тахогенератора, равный 0,01;
Т3 - постоянная времени тахогенератора, равная 0,01.
Производя замыкание структурной схемы в соответствии с функциональной схемой и уравнением связи элементов, получим структурную схему следящей системы ЭП ВН ПУ БМ 9П149, изображенную на рисунке 3.5. После подстановки исходных данных для аналога схема примет вид, представленный на рисунке 3.6.
Рисунок 3.5 - Структурная схема ЭП ВН ПУ БМ 9П149
Рисунок 3.6 - Структурная схема следящей системы ЭП ВН ПУ БМ 9П149 с учетом исходных данных
3.3Анализ результатов моделирования
.3.1Моделирование ЭП ВН ПУ БМ 9П149
Современный подход к проведению проектно - конструкторских разработок изделий ракетно-артиллерийского вооружения характеризуется широким применением средств вычислительной техники.
Одним из эффективных способов повышения производительности инженерного труда и научной деятельности, сокращения сроков и улучшения качества разработок является применение системы автоматизированного проектирования. В условиях комплексной автоматизации и проектно - конструкторских разработок успех в решении задач анализа и синтеза систем АУ, в частности, электроприводов комплексов вооружения существенно от используемой математической модели, [13].
Диалоговая система автоматизирования моделирования и параметрической оптимизации (СИАМ) [9] работает с моделями, которые можно представить в форме блок - схем, соответствующих схемам исследуемых ЭП. Пользователь работает с СИАМ в режиме объектно-фиентированного диалога. На экране формируется несколько окон с изображением объектов программы: исследуемой модели, исходных данных графиков результатов. Всякие изменения объектов в программе приводят к автоматическому изменению их изображений, состояние экрана соответствует текущему состоянию программы. Набор изображений выбирается так, чтобы создать достаточно полный образ исследуемой ситуации.
СИАМ осуществляет параметрическую оптимизацию, т.е. Централизованное изменение оптимизированных параметров модели (коэффициентов усиления, постоянных времени и начальных условий) так, чтобы обеспечить минимум входного сигнала некоторого блока при минимуме целевой функции.
В СИАМ реализованы следующие методы оптимизации: прямой поиск, покоординатный спуск, Монте-Карло.
Метод прямого поиска осуществляет поиск направления спуска в пространстве параметров путем пробных окрестности исходного приближения. Затем проводится серия ускоряющих шагов в выбранном направлении до тех пор, пока еще уменьшается целевая функция. Сходимость метода зависит от того, на сколько удачно выбрано исходное приближение. Метод покоординатного спуска (Гаусса - Зейделя) производит поочередное изменение оптимизируемых параметров по алгоритму "Золотого сечения". После изменения последнего параметра вновь изменяется первый и т.д. до тех пор, пока не будет иiерпан лимит вычислений целевой функции, либо когда ее изменения не станут слишком малы. Работает медленнее метода прямого поиска, но с большей гарантией успеха.
В методе Монте-Карло оптимизируемые параметры выбираются случайным образом внутри заданной области допустимости. При этом полностью игнорируется уже накопленная информация о поведении целевой функции, поэтому не имеет смысла говорить о сходимости метода. Метод используется для грубого поиска глобального экстремума много экстремальной целевой функции.
Исходные данные для моделирования ЭП НН ПУ приведены в таблице 3.3 [9]. Используя правило структурных преобразований, получим структурную схему ЭП для моделирования, изображенную на рисунке 3.5.
В результате автоматического моделирования с помощью СИАМ были получены граф