Смекни!
smekni.com

Расчет системы стабилизации (стр. 5 из 7)

Выражение (20) позволяет легко определить установившееся значение положения руля под действием сигнала управления

:

.

4.4.3 Определение статической составляющей угла отклонения руля ЛА

.

Найдём эквивалентное отклонение руля, соответствующее действию заданного возмущающего момента:

.

При помощи структурной схемы Рис. 5 составим ПФ

:

, (21)

Таким образом, учитывая (21), получим:

.

4.4.4 Определение динамических составляющих угла отклонения руля ЛА

и
.

Для определения динамических составляющих угла отклонения руля произведём моделирование при помощи пакета Matlab6.5. Структурная схема для моделирования составлена на основе Рис. 4, и приведена на Рис.10. В ней ПФ привода представлена через интеграторы.

Моделирование проводится при максимальном значении входного сигнала (управления). Переходные процессы

и
снятые в точках после интеграторов, приведены на Рис.11, 12.

По графикам определяем максимальные значения

и
:

;

.

Для линейной модели РП справедлив принцип суперпозиции:

, где (22)

– отклонение руля (суммарное);

– динамическая составляющая отклонения руля;

– реакция руля на возмущения;

– отклонение руля при отработки сигнала управления.

Для большинства ЛА последние два слагаемых выражения (22) изменяются медленно, поэтому в расчётах их будем полагать стационарными величинами, равными их установившимся значениям. Т.е.:

;

.

Таким образом, максимальное значение отклонения руля

,

и при этом считаем

.



4.4.5 Определение параметров рулевой машинки.

Как было показано в пункте 4.4.1, РМ описывается апериодическим звеном. Определим согласно формулам (19’) параметры ПФ РМ:

.

Характерной особенностью ЛА данного класса является относительно небольшой коэффициент запаса по нагрузке (

), поэтому выберем значение

.

Величину хода струйной трубки выберем равной

.

Тогда

.

, где

для пневматических РМ

, где

– показатель адиабаты. В качестве рабочего тела используем сжатый воздух (
). Таким образом,

;

;

.

4.4.6 Оценка энергетических параметров рулевой машинки.

Приведём основные параметры нагрузки к штоку РМ

Максимальное перемещение штока.

.

Максимальная скорость штока.

Скорость нагрузки, приведённая к штоку:

.

Максимальная скорость штока РМ (с учётом коэффициента запаса):

.

Максимальный момент РМ.

Максимальный момент нагрузки:

.

Максимальный момент РМ:

, где

– КПД кинематической передачи. Тогда

.

Для пневматических РМ механическая характеристика нелинейная и хорошо аппроксимируется эллипсом. В этом случае для обеспечения охвата механической характеристикой нагрузочную характеристику (необходимое условие работоспособности системы) следует брать следующие значения энергетических параметров РМ:

Требуемое максимальное поступательное усилие:

.

Скорость перемещения штока при холостом ходу:

.

Требуемая максимальная мощность РМ:

.

На основе полученных параметров запишем уравнение аппроксимированной механической характеристики (см. также Рис. 13):

.

Построим зависимость Nрм от Р:

Рис. 13 б. Мощностная характеристика РМ

Рассчитаем аккумулятор сжатого воздуха.

Запас энергии определяется по следующей формуле:

, где

– КПД РМ. Обычно, для пневматических РМ
;

– КПД аккумулятора давления. Обычно
. Тогда

.

Объём шар-балона:

.

Диаметр шар-балона:

Мидель корпуса рассматриваемого ЛА равен:

. Таким образом, рассчитанный аккумулятор давления по своим геометрическим размерам удовлетворяет техническому заданию (удовлетворяет требованиям компоновки).

5 Параметрическая оптимизация внутреннего контура системы стабилизации ЛА с ДГ.

Произведём параметрическую оптимизацию замкнутого контура демпфирования (Рис. 14) по критерию минимума

для обеспечения хороших демпфирующих свойств ЛА. При этом контур с ДЛУ рассматривать не будем.