Система управления движения беспилотного транспортного средства
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
ости, он равен 3, значит, система полностью наблюдаема.
На основе анализа динамических характеристик можно сделать вывод, что ОУ устойчив. Переходные процессы, представленные на рис. 1.3, 1.4, 1.5, не обладают требуемым качеством, и время переходных процессов превышает заданное. Таким образом, для уменьшения времени переходного процесса в закон управления введем пропорциональную составляющую, а для достижения лучшего качества управления ЛА
Введем дифференциальную составляющую. Значит, в качестве первичного закона управления выбираем пропорционально-дифференциальный закон управления по ? и ?, который имеет такой вид -
Рисунок 1.4Переходный процесс по ?
Рисунок1.5 Переходный процесс по ?
.7 Определение показателей качества системы
На данном этапе проектирования выполняется проверка соответствия показателей качества управления скорректированной системы требованиям ТЗ. Если все показатели качества скорректированной системы удовлетворяют требованиям ТЗ, то найденный алгоритм работы принимается к реализации. Если какой-либо из показателей качества управления скорректированной системы не соответствует требованиям ТЗ, то необходимо вернуться к этапу синтеза алгоритма управления и соответствующим образом изменить форму желаемой ЛАЧХ разомкнутой системы.
Оценка качества производится по переходным характеристикам замкнутой системы и по частотным характеристикам разомкнутой системы.
Рассмотрим переходные характеристики скорректированной замкнутой системы (рис 1.7 - 1.8). Оценим основные показатели качества управления: установившуюся ошибку ?уст; длительность переходного процесса tnn и перерегулирование ?.
Установившуюся ошибку оцениваем по переходным характеристикам при I ? 0. Из рисунка следует, что Еуст=0. Требования по точности в установившемся режиме выполняются.
Переходный процесс считается закончившимся в тот момент времени, после которого переходная характеристика уже не выходит за пределы заданного поля допуска.
Для оценки длительности переходных процессов tnn рассмотрим рис 1.7. На рисунке проводим две горизонтальные прямые, ограничивающие поле допуска. Одну прямую проводим на уровне ?уст + ??уст, другую - на уровне ?- ??уст, где ?- установившееся значение переходной характеристики по задающему воздействию, А =0,05 - величина, задающая поле допуска.
Рисунок 1.6 - Переходный процесс скорректированной системы
Из рис. 1.6 следует, что tnn =2c что удовлетворяет требования ТЗ, так как оно меньше допустимого, т.е. tnn < Зс.
Перерегулирование ? (по задающему воздействию) определяем по формуле:
(2.7)
Следовательно, требования ТЗ выполняются. При невыполнении этих требований необходимо расширить среднечастотный участок желаемой ЛАЧХ разомкнутой системы.
По логарифмическим частотным характеристикам разомкнутой системы L(w) и ?(w) находим запасы устойчивости по амплитуде L3=19.2 дБ и по фазе ?3=68.7 град. Эти показатели удовлетворяют требованиям ТЗ.
Рисунок 1.6 - Частотные характеристики замкнутой системы
Рисунок 1.8- ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой скорректированной системы
Рисунок 1.9 - ЛАЧХ и ЛФЧХ замкнутой скорректированной системы
По АЧХ замкнутой системы находим показатель колебательности:
М =Aзамкмач(w)/Азамк(0) = 1; частоту резонанса wрез=10 рад/с.
Эти показатели удовлетворяют требованиям ТЗ: М < Мдоп- 1.5.
.8 Информационное и приборное обеспечение цифровой системы продольного канала автопилота
Для данной системы управления самолёта в продольном движении используется пропорционально-дифференциальный закон управления, который повышает быстродействие системы и увеличивает запас устойчивости.
Для реализации закона необходимо сформировать алгоритм управления. В данной работе алгоритм реализуется управляющим вычислителем, схема которого представляет собой микропроцессорную систему.
В качестве блока УС1 и УС2 выбираем пропорциональные звенья. При выборе коэффициента для УС1 будем исходить из того, что напряжение питания потенциометрического измерителя МГВ равно 27 В и максимальное выходное напряжение также равно 12 В. Входное напряжение вычислителя напряжение - 10 В, поэтому:
ус1,(S)=Кус1=10/13,5=0,74 В/В. (2.8)
Напряжение питания измерителя типа микросин ДУС равно 36 В, тогда дляУС2:
УС2(S)=Кус2=10/36=0.278 В/В.(3.2)
Для усилителя: Wy(S)=Ку=Uву/?рв=10/0.262= 38.17 В/рад,(3.3)
где ?рв - максимальное отклонение руля высоты,ву - максимальное выходное напряжение вычислителя.
В качестве передаточной функции сервопривода выберем апериодическое звено с постоянной времени Т=0.1 с:
(2.9)
В качестве датчика угловых скоростей возьмем поплавковый ДУС с передаточной функцией колебательного звена:
. (3.0)
В качестве датчика угла ранее была выбрана малогабаритная гировертикаль, которая является пропорциональным звеном. Считаем измеряемый угол равным 12,5, напряжение питания потенциометрических измерителей равным 27 В, а выходное напряжение равно 13,5 В, тогда:
Wмгв(S)=Кмгв=13,5/0.218= 61,93 В/рад.(3.6)
Закон управления имеет вид
?ГВ=К1?+ К2?. (3.1)
Входной информацией для вычислителя являются сигналы с МГВ ?[kT0] и ДУСа wХ[kТ0], представляемые уровнем однополярного сигнала Uу,Uwx, в диапазоне 0..12В (на основании исходных данных). Это соответствует изменению