Проектирование газовой силовой системы управления, работающей в пропорциональном режиме
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
»ьный двигатель СГРП закрытого типа - поршневой, с одним силовым цилиндром.
Рис.2. Исполнительный двигатель СГРП закрытого типа - с двумя силовыми цилиндрами.
Работой исполнительного двигателя управляет газовое распределительное устройство (ГРУ).
Назначение ГРУ заключается в попеременном сообщении рабочих полостей исполнительного двигателя привода с источником сжатого газа либо с окружающей средой (атмосферой бортового отсека привода). По характеру решаемой коммутационной задачи, ГРУ в общем случае делятся на устройства:
-с управлением на входе - изменяются площади впускных отверстий в рабочие полости;
-с управлением на выходе - изменяются площади выпускных отверстий из рабочих полостей;
-с управлением на входе и выходе - изменяются площади как впускных, так и выпускных отверстий.
. Математические модели газовых и пневматических рулевых приводов
При математическом моделировании системы рулевого газового привода (СРГП), как элемента системы управления БУЛА, функционирующего в обтекающем его потоке воздуха, областью исследований является совокупность геометрических, электромеханических параметров и параметров рабочего тела - воздуха или другого сжатого газа, а также функции состояния электромеханических, аэрогазодинамических процессов и процессов управления, протекающих во всем многообразии причинно-следственных связей. При имеющих место преобразованиях одних видов энергии в другие, наличии распределенных полей и структурно - сложного представления реальных механизмов в рассматриваемой физической области исследований создание математических моделей, обеспечивающих требуемую степень достоверности инженерных расчетов, достигается за счет введения теоретически и экспериментально обоснованных идеализаций. Уровень идеализации определяется целями создаваемого математического обеспечения.
Математическая модель рулевого привода:
,
,
,
,
где
p1, р2 - давление газа в полости 1 или 2 рулевого привода,
SП - площадь поршня рулевого привода,
Т1, Т2 - температура газа в полости 1 или 2 рулевого привода,
Тсп - температура стенок рулевого привода,
V - скорость поршня рулевого привода,
Fпр - сила поджатия пружины,
h - коэффициент вязкого трения,
h - коэффициент шарнирной нагрузки,
М - приведенная масса подвижных частей.
Рис. 3 Типовые графики переходных прочцессов.
4. Принципиальная схема рулевого тракта
Рулевой тракт газовой силовой системы управления может строиться с механической, кинематической, электрической обратной связью или не иметь главной обратной связи. В последнем случае привод обычно работает в релейном режиме ("да - нет"), а при наличии обратной связи - в пропорциональном. В настоящей разработке будут рассматриваться рулевые тракты с электрической обратной связью. Сигнал рассогласования в этих трактах может усиливаться либо линейным, либо релейным усилителем.
Принципиальная схема рулевого тракта с линейным усилителем дается на рис. 5.
Рис. 4. Схема рулевого тракта
На схеме обозначено: WФ(р), WЗ(р), Wп(р), Wос(р) -передаточные функции корректирующего фильтра, электромеханического преобразователя, привода, цепи обратной связи соответственно. Коэффициент усиления линейного усилителя в данной схеме входит множителем в коэффициент первачи ЭМП.
Выбор параметров привода производится таким образом, чтобы в заданном диапазоне частот и амплитуд отрабатываемого сигнала не имело место ограничение по координатам х и Х. В связи с этим нелинейности в виде ограничений по этим величинам при формировании рулевого тракта не учитываются.
5. Проектирование газовой силовой системы управления
Методика проектирования
Выбирается тип исполнительного привода и принципиальная схема рулевого тракта. Тип привода определяют исходя ив требований и условий эксплуатации. При длительном времени функционирования и высоких значениях температуры Тр предпочтительнее схема привода с регулированием на выходе. Для выбора принципиальной схемы целесообразно провести предварительную проработку различных схем, оценить приближенно их возможности (эксплуатационные, динамические, массу, габариты) и выбрать наилучший вариант. Такая задача, состоящая в приближенном расчете характеристик ГССУ различных схем, должна решаться на начальном этане разработки системы. В некоторых случаях тип принципиальной схемы может быть однозначно выбран уже на начальной стадии работ и оговорен в техническом задании.
Рассчитываются обобщенные параметры привода. Методика этого расчёта определяется типом выбранной принципиальной схемы рулевого тракта. Здесь излагается методика применительно к рулевому тракту с электрической обратной связью:
а) выбирается величина нагрузочного коэффициента ?:
,
где ;
- максимальное значение коэффициента шарнирной нагрузки;
Мт - максимальный момент, создаваемый приводом,
,
где l - плечо механической передачи.
От выбора величины ? зависит потребная мощность привода. Оптимальное значение ?опт, соответствующее минимуму потребной мощности привода может быть определено как решение кубического уравнения
;
Численное значение ?опт обычно лежит в пределах 0,55 ... 0,7. При атом вели