Система управления положением бортового прожектора вертолёта
Реферат - Компьютеры, программирование
Другие рефераты по предмету Компьютеры, программирование
Казанский Государственный Технический Университет им. А. Н. Туполева
Кафедра Автоматики и Управления
Пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине
системы автоматического управления
На тему:
Система управления положением бортового прожектора вертолёта
Выполнил: студент гр. 3410
Набиуллин А.Х.
Руководитель: Маханько А.В.
Оценка____________
Принял ___________
__________2006 г.
Казань, 2006
Задание на курсовой проект
Необходимо разработать двухкоординатную систему дистанционного управления бортовым прожектором вертолёта в соответствии с техническими требованиями.
Технические требования представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Параметры прожектораОбозначениеЗначениеГабариты прожектора, мм 150200Масса прожектора, кг2Размеры органа управления7035Источник питания, В36(400)Время переходного процесса, сек0.15Динамическая ошибка, Диапазоны регулирования:по азимуту, град180по углу места, град+5, -90Максимальное время перемещения в пределах полного диапазона, сек21.8
Задание:
- Построить математическую модель объекта (считая прожектор однородным телом).
- Выбрать тип приводного двигателя и передаточное число редуктора, тип датчиков для органа управления.
- Составить структурную схему каждого канала системы с указанием передаточных функций звеньев.
- Синтезировать регулятор для каждого канала.
- Разработать электрическую схему системы, включая регуляторы.
- Конструкторская часть по согласованию с преподавателем.
Содержание
Введение3 1. Построение математической модели объекта управления 6 2. Выбор типа приводного двигателя11 3. Составление структурных схем каналов системы, синтез регуляторов.16 3.1 Составление структурной схемы первого канала, синтез регулятора.16 3.2 Составление структурной схемы второго канала, синтез регулятора.24 4. Выбор датчиков31 5. Выбор элементов32 5.1 Выбор операционных усилителей32 5.2 Выбор резисторов33 5.3 Выбор прочих элементов36Список использованной литературы38
1. Построение математической модели объекта управления.
На рис.1 представлена схема бортового прожектора.
Рис.1 Схема бортового прожектора
Построим математическую модель системы методом Лагранжа.
В целях упрощения математической модели накладываем на систему некоторые допущения:
- Все тела системы абсолютно жесткие;
- Люфты в редукторе отсутствуют.
Запишем уравнения Лагранжа по следующей формуле
.
Здесь:
- сумма кинетических энергий всех тел системы,
- обобщенная координата,
- обобщенная сила инерции,
- обобщенная скорость.
Число степеней свободы рассматриваемой системы равно двум.
За обобщённые координаты принимаем угловые перемещения прожектора вокруг осей x и y. Таким образом, .
Запишем кинетические энергии системы.
Запишем кинетическую энергию второго двигателя
,
где: - передаточное отношение второго редуктора; - момент инерции второго двигателя.
Запишем кинетическую энергию вилки
,
где: - момент инерции вилки.
Запишем кинетическую энергию первого двигателя.
,
где: - передаточное отношение первого двигателя; - момент инерции первого двигателя; - масса первого двигателя; - расстояние от центра масс первого двигателя до оси .
Запишем кинетическую энергию прожектора
,
где: - момент инерции прожектора вокруг оси ; - момент инерции прожектора вокруг оси .
,
где: - радиус прожектора; - длина прожектора.
.
.
.
.
Запишем сумму кинетических энергий всех тел системы
.
;
;
;
.
.
Определяем работы при малых приращениях
;
;
;
.
Ниже представлены уравнения Лагранжа для исследуемой системы
.
Проводим линеаризацию полученных уравнений.
Определяемся с номинальным движением
.
Принимем
,
где , - бесконечно малые приращения.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Подставляем полученные соотношения в уравнения Лагранжа.
.
Принимаем
;
.
Переписываем уравнения относительно отклонений, оставляя только первый порядок малости
;
.
Получаем окончательные уравнения
;
.
2. Выбор типа приводного двигателя.
Требуемую мощность двигателя определяем по формуле
,
где: - требуемый вращающий момент на выходном валу двигателя; - частота вращения объекта, приводимого в движение двигателем.
,
где: - момент инерции всех тел, приводящихся в движение двигателем; - угловое ускорение этих тел.
Зададим синусоидальное входное воздействие
;
;
.
Требуемую мощность двигателя ?/p>