Проектирование корректирующего фильтра.

Найгіршим з точки зору точності відробітку синусоїдального сигналу з робочою частотою являється другий режим.

Тому доцільно скоректувати систему при перевертаючому навантаженні. Для збільшення точності системи введемо в систему фільтр, що коригує, ослабляє амплітудну характеристику приводу на частоті автоколивань, але що по можливості не спотворює амплітудну характеристику на частоті  і фазові характеристики на частоті  і .

Поставимо інтегро-диференцюючий фільтр з передатною функцією:

,                             (1.44)

.                                     (1.45)

Параметри фільтру вибираються так, щоб на частоті автоколивань фазове зрушення той, що вноситься фільтром дорівнював нулю.

ЛАФЧХ коригуючого фільтру прийме вид, що наведено на рис. 1.16.

Рисунок 1.16 - ЛАФЧХ коригуючого фільтру

Для побудови замкнутої ЛАФЧХ скоректованої системи необхідно провести гармонійну лінеаризацію з урахуванням фільтру. Знайдемо амплітуду автоколивань виходячи з виконання рівняння балансу амплітуд на частоті автоколивань:

,                                  (1.46)

                              (1.47)

.                                     (1.48)

Параметр  релейного елементу (ширина петлі гістерезису РЕ) :

.                                         (1.49)

Визначимо K_{нел.кор.} по формулі:

.                              (1.50)

Построим ЛАФЧХ замкнутой линеаризованной скорректированной системы.

(1.51)

Рисунок 1.17 - ЛАФЧХ замкнутої системи до і після корекції при позитивному шарнірному моменті

З аналізу частотних характеристик можна визначити фазове зрушення замкнутої скоректованої системи при позитивному шарнірному моменті на робочій частоті .

Визначимо також постійну часу еквівалентної аперіодичної ланки, знаючи фазове зрушення на робочій частоті.

.                       (1.52)

Проведемо цифрове моделювання роботи скоректованої системи.

Рисунок 1.18 - Реакція скоректованої ГРП на подання синусоїдального вхідного сигналу з робочою частотою ω₀

8. Розрахунок конструктивних параметрів. Розрахунок конструктивних параметрів приводу

Необхідно визначити плече механічної передачі , діаметр поршня силового циліндра , величина вільного ходу приводу . При визначенні плеча  треба задатися співвідношенням між вільним ходом поршня і його діаметром.

З міркувань компактності конструкції силового циліндра, що розробляється, зазвичай використовується наступне співвідношення:

.                                (1.53)

При переміщенні  максимальний момент, що створюється приводом, повинен в  раз перевершувати максимальний момент від навантаження:

.                       (1.54)

З урахуванням прийнятого співвідношення  з останньої рівності отримаємо залежність:

.                             (1.55)

Максимальний перепад тисків в порожнинах силового циліндра  залежить від величини , типу і співвідношень геометричних розмірів розподільного пристрою, а також від інтенсивності теплообміну в порожнинах. При розрахунках величини  можна орієнтовно приймати для приводів з ГРП типу сопло-заслінка .

При розрахунку величини  величина  повинна відповідати 1-у режиму роботи приводу.

При відносно малих значеннях кута :

,                                  (1.56)

; .                     (1.57)

Визначеємо об'єм робочої порожнини з урахуванням зроблених раніше припущень:

,                                  (1.58)

.                           (1.59)

Рисунок 1.19 - Вид приводу

8.2 Розрахунок параметрів ГРП

Розрахунок ГРП ведеться, виходячи з вимог до максимальної швидкості приводу . Тобто, необхідно, щоб в найгіршому випадку (при негативному шарнірному моменті) забезпечувалася швидкість приводу не нижче , де  - значення максимальної кутової швидкості (визначена вище).

Як розподільник використовується газорозподільний пристрій «струминна трубка». Такий пристрій реалізує регулювання газового потоку «на виході». Максимальна швидкість приводу, що встановилася, визначається залежністю:

.        (1.60)

З цієї залежності виходить, що:

,          (1.61)

де , ,  - коефіцієнти, характеризуючі ГРП:

 - коефіцієнт ефективності ГРП на виході;

- коефіцієнт ефективності ГРП на вході;

 - величина, що характеризує співвідношення вхідного і вихідного перерізів ГРП ( ).

Оскільки як ГРП використовується струминна трубка, то:

,                              (1.62)

.                                    (1.63)

Температура в джерелі прийнята рівною , що відповідає найгіршим умовам функціонування приводу . З цих міркувань знаходиться величина ( ), , ( ) і :

,                                      (1.64)

,                                  (1.65)

.                                  (1.66)

Після розрахунку величин , ,  та  визначаються основні геометричні розміри розподільника.

Діаметр приймального вікна розподільника визначається з умови:

,                 (1.67)

звідки                                 ,                           (1.68)

де коефіцієнт витрати .

Згідно з рекомендаціями, виробленими інженерною практикою, доцільно призначати наступні співвідношення геометричних розмірів струйного розподільника:

,               (1.69)

,                               (1.70)

.                               (1.71)

Величина максимального переміщення кінця струминної трубки :

,                                 (1.72)

Довжина струминної трубки :

.                                         (1.73)

При відомому значенні  обчислюємо величини b і d.

,                                    (1.74)

.                                    (1.75)

Висновок

В результаті виконання курсового проекту виконано проектування автоколивальної силової системи управління. На основі спрощених залежностей був проведений аналіз динамічних характеристик пневмодвигуна і усієї системи рульового приводу автомобіля, визначені параметри автоколивань, зроблений синтез коригуючого фільтру, що вимагається для збільшення точності роботи системи, цифрове моделювання системи рульового приводу і вибір початкових параметрів системи.

Список літератури:

1. Белкин И. М. Справочник по допускам и посадкам для рабочего машиностроителя / И.М. Белкин. – М.: “Машиностроение”, 1985. – 325 с.

2. Бессекерский В. А. Руководство по проектированию систем автоматического управления / В.А. Бессекерский. - М.: Высшая школа, 1983. – 245 с.

3. Бондарев В.Н. Цифровая обработка сигналов: методы и средства: Учеб. пособие для вузов / Бондарев В.Н., Трёстер Г., Чернега В.С. - Севастополь: СевГТУ, 1999. - 398 с.

4. Віниченко В.С. Мікропроцесорні засоби на транспорті / В.С. Віниченко. – Харків: ХДАМГ, 2002. – 215 с.

5. Власов В.М. Телематика на автомобильном транспорте / [В.М. Власов, С.В. Жанказиев, В.Б. Николаев и др.]. – М.: МАДИ (ГТУ), 2003. – 175 с.

6. Гируцкий О.И. Электронные системы управления агрегатами автомобиля / О.И. Гируцкий, Ю.К. Есеновский-Лашков, Д.Г. Поляк. - Москва: Транс-порт, 2000. - 213с.

7. Голобородько О.О. Мехатронні системи автомобільного транспорту / О.О. Голобородько, О.О. Коробочка. – Харків: ТОВ «СМІТ», 2006.- 300с.

8. Деревицкий Д.П. Прикладная теория дискретных адаптивных систем управления / Д.П. Деревицкий, А.Л. Фрадков. – М.: Наука, 1981. – 216 с.

9. ЕСКД Справочное пособие - М.: Издательство стандартов, 1989. – 123 с.

10. Шорников Е.Е. Проектирование автоматических систем: Учебное пособие / Е.Е. Шорников. – Тула, ТПИ, 1984. – 260 с.

11. Шорников Е.Е. Газовые и гидравлические САУ: Методические указания по выполнению курсовой работы / Е.Е. Шорников, В.И. Чекмазов. - Тула, ТПИ, 1986. – 56 с.

Додаток

Рисунок 1.20 - Схема моделювання системи при пружинному навантаженні

Рисунок 1.21 - Схема моделювання системи при перекомпенсаційному навантаженні

Дата добавления: 2023-11-19