Model matematic al sistemului de control. Cercetare de baza


Postat pe https: // site /

Sarcină tehnică

Proiectarea unui motor de acționare pentru un sistem de acționare a direcției pe gaz

1. Informații generale

3. Modele matematice ale acționărilor de direcție cu gaz și pneumatic

4. Diagrama schematică a liniei de direcție

5. Proiectarea unui sistem de control al puterii pe gaz

6. Simulare

Literatură

Sarcină tehnică

Proiectați un sistem de control proporțional al puterii gazului. Semnalul de intrare este armonic cu o frecvență în interval. În intervalul de frecvență al semnalului de intrare în toate modurile de funcționare, sistemul trebuie să asigure prelucrarea unui semnal util cu o amplitudine de cel puțin d 0 la schimbările de fază care nu depășesc schimbările de fază ale aperiodicului chiar și cu constanta de timp T a GSSU.

Date inițiale de bază:

a) coeficientul de transmisie al sistemului;

b) unghiul maxim de deviere a organelor de direcție d t;

c) timpul estimat de funcționare;

d) cantități care caracterizează proprietățile dinamice ale sistemului; în cea mai simplă versiune, aceasta include valorile frecvenței de limitare a semnalului de intrare u 0, amplitudinea q 0 a semnalului procesat de unitate la frecvența u 0 (valoarea este de obicei setată în 0,8 ... 1,0 ), valoarea constantei de timp a legăturii aperiodice echivalente T GSU;

e) sarcini pe elementele de direcție - sarcină inerțială, setată de momentul inerției sarcinii J N;

Coeficient de frecare f;

Coeficientul momentului articulației t sh.

Dacă coeficientul t sh. se modifică în timp, apoi se poate seta un program al schimbării în timp. În cel mai simplu caz, valorile extreme ale acestui coeficient sunt stabilite. De obicei, valoarea maximă a sarcinii negative corespunde momentului inițial de funcționare; la final, sarcina proporțională este adesea pozitivă și are, de asemenea, o rigiditate extremă.

Tabelul parametrilor de simulare inițială

Opțiunea nr.

Parametrii TK

Momentul de încărcare, Nm

Unghi maxim, bucuros

Amplitudinea abaterii RO, rad

Frecvența maximă a semnalului de intrare, Hz / amplitudine, în

Coeficient de frecare N * s / m

Masa pieselor mobile RO kg

Presiunea gazului în bar ICG

Temperatura gazului în grade ISG С

Proiectarea motorului de acționare pentru sistemul de direcție pe gaz

motor pneumatic de direcție cu gaz

1. Informații generale

Actuatoarele pneumatice și de gaz sunt utilizate pe scară largă în sistemele de control pentru aeronavele mici. O alternativă la sistemele tradiționale cu surse primare de energie ale dispozitivelor de acționare - sisteme cu surse de gaze comprimate cu butelii de gaz și sisteme cu gazificare preliminară a diferitelor substanțe - a fost crearea de dispozitive aparținând unei familii fundamental noi - sisteme de acționări cu direcție aer-dinamică.

Actuatorii din această clasă sunt sisteme complexe de urmărire a controlului automat, care, ca parte a produsului, în timpul depozitării, transportului și funcționării sunt semnificativ afectate de influențele climatice, mecanice și de altă natură. Caracteristicile menționate mai sus ale condițiilor de utilizare și ale modurilor de operare, care trebuie luate în considerare la dezvoltarea de noi sisteme, fac posibilă clasificarea acestora ca sisteme mecatronice.

Atunci când se alege tipul și se determină parametrii sistemului de direcție BULA, aceștia procedează de obicei din două metode de control: aerodinamic și gazodinamic. În sistemele de control care implementează prima metodă, forța de control este creată datorită influenței active asupra suprafețelor de control aerodinamice ale presiunii de viteză a fluxului de aer intrat. Unitățile de direcție sunt proiectate pentru a converti semnalele electrice de control în mișcarea mecanică a cârmelor aerodinamice conectate rigid la părțile mobile ale motoarelor actuatorului.

Motorul executiv depășește sarcinile articulate care acționează asupra cârmelor, oferind viteza necesară și accelerația necesară atunci când procesează semnalele date de intrare cu precizia dinamică necesară.

Sistemele de control care implementează a doua metodă includ:

Sisteme de control automat cu jet de gaz;

Sisteme de control al vectorului de tracțiune (SUVT).

În prezent, pentru prima metodă de control, sunt utilizate pe scară largă dispozitive în care gazul este utilizat ca sursă de energie. presiune ridicata... De exemplu, această clasă de dispozitive include:

Sisteme de direcție cu surse de cilindri de gaz de aer comprimat sau amestec de aer-gaz;

Sisteme cu acumulatori de presiune de pulbere sau cu alte surse de fluid de lucru, care este un produs al gazificării preliminare a substanțelor solide și lichide.

Astfel de sisteme au caracteristici dinamice ridicate. Avantajul menționat provoacă un mare interes pentru astfel de sisteme de acționare a direcției din partea dezvoltatorilor și le face obiecte importante ale cercetării teoretice și experimentale.

Crearea acționărilor de direcție de înaltă tehnologie a sistemelor de control BULA este în mod tradițional asociată cu căutarea de noi soluții de circuit și design. O soluție specială și radicală la problema creării de transmisii de direcție de înaltă tehnologie a fost utilizarea energiei care curge în jurul rachetei pentru a controla fluxul de aer. Acest lucru a condus la crearea unei noi clase speciale de actuatoare - roți dințate de direcție aer-dinamice (VDRP), folosind energia fluxului de gaz care se apropie ca sursă primară de energie, adică energie cinetică BULA.

Aceste instrucțiuni sunt dedicate construcției, aplicării și metodelor de cercetare și proiectare a modulelor executive mecatronice ale sistemelor de control ale DAC-urilor de dimensiuni mici. Acesta reflectă informații care pot fi utile în primul rând pentru studenții de la specialitățile „Mecatronică” și „Sisteme automate de control pentru aeronave”.

2. Dispozitivul motoarelor executive

Sistemele de direcție includ următoarele elemente funcționale.

1. Dispozitive care asigură crearea unui efect de forță asupra comenzilor:

Surse de energie - Surse primare de energie (Surse și surse de gaz comprimat energie electrica- surse de energie electrică a bateriilor și a generatorului de turbină);

Motoare executive, conectate cinematic cu comenzile și elementele liniilor de energie - de exemplu, filtre de aer și gaze, supape de siguranță și de siguranță, regulatoare de presiune a gazelor pentru sisteme cu surse de gaz comprimat cu butelii de gaz, regulatoare ale ratei de combustie a acumulatorilor de presiune a pulberii , dispozitive de admisie și descărcare a aerului VDRP etc.

2. Elemente funcționale care stabilesc corespondența dintre semnalul de control generat în sistemul de control și acțiunea de forță necesară - convertoare și amplificatoare de semnale electrice, convertoare electromecanice, de diverse feluri senzori.

Pentru a concretiza domeniile de cercetare a sarcinilor cu care se confruntă dezvoltarea acționărilor de direcție, sistemele de putere și control se disting prin compoziția lor (Fig. 1.2).

Orez. 1.2. Schema de acționare a direcției aeronavelor

Sistemul de alimentare combină elementele funcționale ale mecanismului de direcție, care sunt direct implicate în transformarea energiei sursei de energie în munca mecanica asociată cu mișcarea comenzilor încărcate pozițional. Sistemul de control constă din elementele funcționale ale mecanismului de direcție, care asigură o modificare a valorii controlate (coordonatele poziției comenzilor) în conformitate cu legea de control specificată sau dezvoltată în timpul zborului aeronavei. În ciuda naturii oarecum arbitrare a separării puterii și a sistemelor de control, care este asociată cu necesitatea de a include o serie de elemente funcționale: de direcție atât în ​​sistem de putere, cât și în sistem de control, utilitatea practică a unei astfel de separări constă în posibilitatea unei prezentări variate a mecanismului de direcție la rezolvarea diferitelor probleme din procesul de dezvoltare ...

În sistemul de direcție cu gaz se pot distinge următoarele subsisteme:

Sursa primară de energie;

Motor executiv;

Dispozitiv de distribuție a gazului cu un convertor electromecanic de comandă;

Sistem de control electric - amplificatoare, dispozitive de corectare, generatoare de oscilații forțate etc .;

Traductoare primare - senzori de deplasări liniare și unghiulare ale părților în mișcare ale subsistemelor mecanice.

Pentru clasificarea sistemelor de direcție pe gaz, în general, pot fi utilizate următoarele caracteristici de clasificare:

Tipul sistemului de alimentare, adică tipul sursei primare de energie;

Principiul controlului cârmelor aerodinamice;

Tip buclă de control pentru dispozitive de direcție proporționale;

Tip motor executiv;

Tipul de aparat de comutare și convertor electromecanic de comandă.

1. Sisteme cu sursă de gaz comprimat. Sursa gazului de înaltă presiune este un bloc de supapă de aer, care, în plus față de un cilindru cu aer comprimat sau un amestec de aer-heliu, include supape de siguranță, închidere și distribuție și control pentru gaz și supape pentru umplerea și monitorizarea presiune în cilindru. În literatura tehnică, astfel de sisteme sunt adesea denumite sisteme „pneumatice”.

2. Sisteme cu acumulator de presiune a pulberii. În acest caz, sursa de gaz de înaltă presiune este o încărcătură de pulbere de combustibil solid cu un design special, care asigură productivitatea constantă a fluidului de lucru - produsele de ardere ale încărcăturii având o temperatură ridicată. Pe lângă sursa de gaz în sine și dispozitivul pentru comutarea sursei de gaz în funcțiune, astfel de sisteme pot include regulatoare de viteză de combustie a combustibilului și dispozitive de siguranță. În literatura tehnică, atunci când se descriu astfel de sisteme, termenul „gaz fierbinte” sau pur și simplu „gaz” este adesea folosit.

3. Unități de direcție electromagnetice. Baza acestor dispozitive este de obicei un convertor electromecanic de tip neutru, care implementează direct o mișcare dată a elementelor de direcție aerodinamice.

Motorul executiv este un dispozitiv care convertește energia gazului comprimat în mișcarea organelor de direcție, depășind forța creată de fluxul de aer din jurul BULA.

Prin proiectare, se pot distinge următoarele grupuri de motoare executive.

1. Reciproc - acțiune simplă și acțiune dublă. Dispozitive utilizate cel mai adesea atât în ​​echipamente speciale, cât și în sisteme de automatizare a proceselor tehnologice.

Orez. 1. Motorul executiv al sistemului de fracturare hidraulică de tip închis - piston, cu un singur cilindru de putere.

Fig. 2. Motor executiv SGRP de tip închis - cu doi cilindri de putere.

Funcționarea motorului executiv este controlată de un dispozitiv de distribuție a gazului (GRU).

Scopul GRU este de a comunica alternativ cavitățile de lucru ale motorului de acționare al unității cu o sursă de gaz comprimat sau cu mediul (atmosfera compartimentului de la bord al unității). Prin natura problemei de comutare rezolvată, GRU-urile sunt în general împărțite în dispozitive:

Cu controlul "la intrare" - zona orificiilor de admisie din cavitățile de lucru se schimbă;

Cu controlul "la ieșire" - zona orificiilor de ieșire din cavitățile de lucru se schimbă;

Cu control de intrare și ieșire - se schimbă atât zonele de intrare, cât și cele de ieșire.

3. Modele matematice ale acționărilor de direcție cu gaz și pneumatic

În modelarea matematică a sistemului de acționare a gazului de direcție (SRGP), ca element al sistemului de control al BULA, funcționând în fluxul de aer din jurul său, zona de cercetare este un set de parametri geometrici, electromecanici și parametri ai fluidul de lucru - aer sau alt gaz comprimat, precum și funcția de stare a proceselor electromecanice, aerogazdinamice și a proceselor de gestionare care au loc în toată varietatea de relații cauză-efect. Odată cu transformările unor tipuri de energie în altele, prezența câmpurilor distribuite și reprezentarea complexă structurală a mecanismelor reale în aria fizică considerată a cercetării, crearea de modele matematice care asigură gradul de fiabilitate necesar al calculelor de inginerie este realizată prin introducerea idealizărilor fundamentate teoretic și experimental. Nivelul de idealizare este determinat de obiectivele software-ului creat.

Modelul matematic al unității de direcție:

p 1, p 2 - presiunea gazului în cavitatea 1 sau 2 a mecanismului de direcție,

S P - zona pistonului de antrenare a direcției,

T 1, T 2 - temperatura gazului din cavitatea 1 sau 2 a mecanismului de direcție,

T cn - temperatura pereților mecanismului de direcție,

V este viteza pistonului de direcție,

F pr - forța de compresie a arcului,

h - coeficient de frecare vâscoasă,

Factorul de încărcare a balamalei,

M este masa redusă a pieselor mobile.

Orez. 3 Grafice tipice ale proceselor tranzitorii.

4. Diagrama schematică a liniei de direcție

Secțiunea de direcție a sistemului de control al puterii pe gaz poate fi construită cu feedback mecanic, cinematic, electric sau nu are feedback-ul principal. În acest din urmă caz, unitatea funcționează de obicei în modul releu („da - nu”) și în prezența feedback-ului, în modul proporțional. În această dezvoltare, vor fi luate în considerare căile de direcție cu feedback electric. Semnalul de eroare din aceste căi poate fi amplificat fie de un amplificator liniar, fie de un releu.

O diagramă schematică a unei secțiuni de direcție cu un amplificator liniar este prezentată în Fig. 5.

Orez. 4. Diagrama tractului de direcție

Diagrama arată: W F (p), W Z (p), W p (p), W o (p) - funcții de transfer ale filtrului de corecție, convertor electromecanic, acționare, respectiv circuit de feedback. Câștigul unui amplificator liniar în acest circuit este inclus ca multiplicator în câștigul EMI.

Alegerea parametrilor de acționare se face în așa fel încât într-un interval dat de frecvențe și amplitudini ale semnalului procesat să nu existe nicio limitare a coordonatelor x și X. În acest sens, neliniaritățile sub forma limitărilor acestor valori Nu sunt luate în considerare la formarea căii de direcție.

5. Proiectarea unui sistem de control al puterii pe gaz

Metodologie de proiectare

Se selectează tipul actuatorului și schema schemei traseului de direcție. Tipul de unitate este determinat pe baza cerințelor și a condițiilor de funcționare. Cu timpi de funcționare lungi și temperaturi ridicate T p, este preferabil un circuit de acționare cu control al ieșirii. Pentru a selecta o diagramă schematică, este recomandabil să efectuați un studiu preliminar al diverselor scheme, pentru a estima aproximativ capacitățile acestora (operațional, dinamic, greutate, dimensiuni) și alegeți cea mai bună opțiune... O astfel de problemă, constând în calculul aproximativ al caracteristicilor GSSU ale diferitelor scheme, ar trebui rezolvată în etapa inițială a dezvoltării sistemului. În unele cazuri, tipul de diagramă schematică poate fi selectat fără ambiguitate deja în etapa inițială a lucrării și specificat în termenii de referință.

Se calculează parametrii de acționare generalizați. Metodologia pentru acest calcul este determinată de tipul schemei circuitului de direcție selectat. Iată metodologia pentru direcția de reacție electrică:

a) se selectează valoarea factorului de încărcare y:

Valoarea maximă a factorului de încărcare pivot;

M t este momentul maxim creat de unitate,

unde l este umărul transmisiei mecanice.

Puterea de acționare necesară depinde de alegerea lui y. Valoarea optimă y opt corespunzătoare puterii minime necesare de acționare poate fi determinată ca o soluție la ecuația cubică

Valoarea numerică pentru opt se situează de obicei în intervalul 0,55 ... 0,7. Când este atribuit atomul, valoarea este alocată în intervalul 1.2? 1.3. Valoarea raportului și depinde de tipul actuatorului selectat. Asa de. pentru servomotoare cu distribuitor de gaz de duză - tip amortizor; pentru servomotoare cu lance cu jet ,.

Parametrul q, în funcție de valoare, trebuie să corespundă regimului I. Valoarea sa este determinată fie din rezultatele calculului termic, fie din datele experimentelor cu dispozitive analitice. Aici vom presupune că legea variației parametrului q cu timpul este dată sub forma unei dependențe aproximative pentru diferite valori ale temperaturii ambiante.

Valoarea b 0 - amplitudinea mișcării armăturii EMF pentru tractul de direcție cu un amplificator liniar este luată egală cu y m, adică , iar pentru sistemele cu un amplificator de releu care funcționează în modul PWM pe un aparat de comutare, valoarea este luată în intervalul de 0,7? 0,8;

b) la valoarea selectată a valorii y, se calculează cuplul maxim dezvoltat de acționare:

c) se determină valoarea cerută a vitezei unghiulare Ш т furnizată de acționare.

Valoarea lui Ut se găsește în condițiile în care acționarea gazului procesează un semnal armonic cu o frecvență de um și o amplitudine de q0. Amplitudinea mișcării armăturii EMF b 0 se presupune a fi aceeași ca în calculul anterior.

În regiunea de frecvență joasă (), dinamica unității cu o inerție relativ mică a legăturii mecanice poate fi descrisă printr-o legătură aperiodică. Puteți obține următoarele expresii:

Pentru legătură aperiodică

Din ultima dependență după transformări, obținem formula pentru calcularea valorii necesare a U max:

Se calculează parametrii de proiectare ai unităților.

Se determină umărul transmisiei mecanice l, diametrul pistonului cilindrului de putere D P, cantitatea de deplasare liberă a acționării X t.

Fig.5 Schema structurală a ID-ului.

La determinarea umărului l, este necesar să setați raportul dintre cursa liberă a pistonului și diametrul acestuia.

Din motive de compactitate a designului dezvoltat al cilindrului de putere, raportul poate fi recomandat.

Când X = X t, cuplul maxim generat de acționare trebuie să fie de câteva ori mai mare decât cuplul maxim din sarcină, adică

Ținând cont de raportul acceptat, din ultima egalitate obținem dependența

Căderea maximă de presiune în cavitățile cilindrului de putere Ap max depinde de valoarea lui p p, de tipul și raporturile dimensiunilor geometrice ale aparatului de distribuție, precum și de intensitatea transferului de căldură în cavități. Când se calculează valoarea lui l, este posibil să se ia aproximativ pentru acționări cu un distribuitor de gaz tip duză-clapă Dp max = (0,55? 0,65) p p, atunci când se utilizează un distribuitor cu jet Dp max = (0,65? 0,75) p p.

La calcularea valorii lui l, valoarea lui Ap max trebuie să corespundă modului I.

Pentru valori relativ mici de d max

În procesul de calcul, toate dimensiunile geometrice liniare trebuie rotunjite în conformitate cu cerințele standardelor.

Calculați parametrii dispozitivului de distribuție a gazului de acționare. Acest calcul se bazează pe condiția ca, în cel mai rău caz, adică în modul I, viteza de acționare nu a fost mai mică de, unde Ш т este valoarea vitezei unghiulare. Aici vor fi date metode pentru calcularea parametrilor geometrici pentru două tipuri constructive de distribuitoare de gaz: cu un tub cu jet și cu o duză și un amortizor. Prima dintre supapele menționate implementează reglarea debitului de gaz conform principiului „intrare și ieșire”. În acest caz, viteza maximă de staționare a unității este determinată de relație

Din cele ce urmează

La calcularea dependenței, valorile lui Tp și q trebuie să corespundă regimului I.

Luând în considerare raporturile de mărime caracteristice acestui distribuitor, luați ,.

Raportul rațional al zonelor cu și a oferă cele mai bune capacități energetice ale unității și se încadrează în limite. Din aceste considerații, se găsește valoarea lui C. După calcularea valorilor lui a, c, este necesar să se determine principalele dimensiuni geometrice ale distribuitorului.

Orez. 6. Schema de proiectare a distribuitorului de gaz "tub cu jet".

Diametrul ferestrei de admisie a distribuitorului este determinat din condiție

unde debitul m = 0,75 ... 0,85.

Mărimea deplasării maxime a capătului tubului cu jet, a este lungimea tubului cu jet.

La sens cunoscut x m calculați valorile b și d.

Dispozitivul de distribuție a gazului de tip „clapetă-duză” realizează reglarea debitului de gaz „la ieșire”.

Ad-hoc

Prin urmare:

Atunci când calculăm, ar trebui să luăm o atitudine. Valorile lui Tp și q corespund regimului I.

Orez. 7 Schema de proiectare a distribuitorului de gaz "clapetă-duză".

Diametrul duzei d c este selectat astfel încât suprafața efectivă să fie de cel puțin 2 ori suprafața maximă a ieșirii:

Cu valoarea selectată a lui d c, se găsește valoarea lui b: b = mрd c; calculați valoarea maximă a coordonatei x t și valoarea

După ce proiectarea dispozitivului de distribuție a gazului a fost dezvoltată, se determină încărcările pe piesele sale mobile și se proiectează sau selectează PEM. De asemenea, se determină debitul necesar al fluidului de lucru, care este necesar pentru proiectarea (sau selectarea) sursei de alimentare.

Cu designul și parametrii operaționali cunoscuți ai unității, parametrii schemei sale de jet atât pentru modul I, cât și pentru modul II pot fi determinați din dependența (I), după care se poate forma un tract de direcție.

Formarea conturului tractului de direcție se realizează ținând seama de modurile extreme de funcționare a acestuia. În prima etapă a formării, sunt reprezentate caracteristicile frecvenței buclei deschise în modul I (valoarea coeficientului k 3 este temporar necunoscută).

Pe baza cerinței pentru precizia dinamică a buclei închise, găsim valoarea permisă a defazării la frecvența u0:

c z (u 0) = arctan u 0 T GSSU.

Cu o valoare cunoscută a valorii schimbării de fază pentru o buclă deschisă cp (u 0), determinată ca urmare a trasării caracteristicilor frecvenței și o anumită valoare a cs (u 0), găsim valoarea necesară a amplitudinii caracteristica A p (u 0) a unui sistem deschis la o frecvență u 0. În acest scop, este convenabil să folosiți nomograma de închidere. După aceea, amplitudinea caracteristică a circuitului în modul I s-a dovedit a fi determinată fără echivoc și, prin urmare, se determină și valoarea coeficientului de buclă deschisă K p.

Deoarece filtrul de corectare nu a fost încă introdus în circuit, valoarea lui K p este determinată de relația K p = k e K n k oc. Valoarea factorului de feedback poate fi determinată de câștigul în buclă închisă :. Apoi puteți calcula valoarea coeficientului k e :, și apoi calculați valoarea necesară a câștigului amplificatorului de tensiune

6. Simulare

Folosind datele din tabel, să simulăm mai întâi sistemul în programul PROEKT_ST.pas. Calculând astfel adecvarea parametrilor sistemului, vom continua simularea în PRIVODKR.pas și vom calcula timpul de răspuns în acesta.

Să completăm tabelele pe baza parametrilor obținuți:

Creșteți temperatura:

Să reducem presiunea:

Creșteți temperatura (sub presiune redusă)

Literatura principală

1. Goryachev OV Bazele teoriei controlului computerizat: manual. indemnizație / O. V. Goryachev, S. A. Rudnev. - Tula: Editura Universității de Stat din Tula, 2008 - 220 p. (10 exemplare)

2. Pupkov, K.A. Metode de teorie clasică și modernă a controlului automat: manual pentru universități: în 5 volume. Vol.5. Metode ale teoriei moderne a controlului automat / K.A. Pupkov [și alții]; ed. K.A. Pupkova, N. D. Egupova. - ediția a II-a, Rev. si adauga. - M .: MSTU im. Bauman, 2004. - 784 p. (12 exemplare)

3. Suitodanov, B.K. Urmărirea unităților: în 3 volume. Vol.2. Servo-drive-uri electrice / E.S.Bleiz, V.N.Brodovsky, V.A.Vvedensky și alții / Editat de B.K. Chemodanov. - ediția a II-a, Rev. si adauga. - M .: Universitatea Tehnică de Stat din Bauman Moscova, 2003. - 878p. (25 de exemplare)

4. Sisteme electromecanice: manual. indemnizație / G.P. Eletskaya, N.S. Ilyukhina, A.P. Pankov. -Tula: Editura Universității de Stat din Tula, 2009.-215 p.

5. Gerashchenko, A.N. Acționări pneumatice, hidraulice și electrice ale aeronavelor bazate pe actuatoare de undă: manual pentru universități / A.N. Gerashchenko, S.L. Samsonovich; editat de A.M. Matveenko - M .: Mashinostroenie, 2006. - 392p. (10 exemplare)

6. Nazemțev, A.S. Sisteme hidraulice și pneumatice. Partea 1, Unități pneumatice și echipamente de automatizare: Manual / A.S. Nazemtsev - M .: Forum, 2004. - 240p. (7 exemplare)

Documente similare

    Proiectarea unui dispozitiv de direcție pentru aeronavele de dimensiuni mici care zboară în straturi dense ale atmosferei. Cerințe tehnice pentru părți componente sistem de direcție auto-oscilant. Structuri și principiul de funcționare a mecanismului de direcție.

    teză, adăugată 09/10/2010

    Justificarea alegerii structurii unității, întocmind modelul său matematic. Calculul parametrilor de proiectare, electromagnetul de control și caracteristicile dinamice ale unității, proiectarea termică a structurii. Procesul tehnologic de asamblare a mecanismului de direcție.

    teză, adăugată 09/10/2010

    Informații generale despre mașină. Proiectarea direcției, descrierea scopului și cerințele de bază. Justificarea alegerii controlului pinionului și a determinării parametrilor legăturii de direcție. Calcularea parametrilor angrenajului mecanismului cremalierei.

    teză, adăugată 13.03.2011

    Proiectarea unui suport pentru demontarea și asamblarea direcției autoturism... Descrieri ale suportului pentru repararea arborilor cardanici și a comenzilor de direcție. Determinarea costului proiectului. Selectarea materialului. Calculul costurilor pentru achiziționarea de materiale și crearea unui stand.

    termen de hârtie adăugat 03/12/2015

    Revizuirea sistemelor de acționare și control a mașinilor de cale. Calculul parametrilor acționării transportorului. Dezvoltarea unui circuit hidraulic de bază al mașinii. Calculul parametrilor și selecția elementelor de acționare hidraulice, a componentelor mecanice de acționare și a motoarelor electrice.

    hârtie de termen, adăugată 19.04.2011

    Selecția elementelor de servomotor: un motor executiv, un amplificator de mașină electrică, un element sensibil. Sinteza unui sistem de control prin metoda ecuațiilor caracteristice tipice normalizate. Cercetarea și analiza sistemului dezvoltat.

    termen de hârtie adăugat 09/07/2014

    Proiectarea și calculul transmisiei, trenului de viteze și unității de antrenare. Circuitul de putere al acționării. Verificarea calculului rulmenților rulanți, a arborelui intermediar și a conexiunilor cheii. Selectarea lubrifianților. Crearea toleranțelor pentru conexiunile părților principale.

    hârtie de termen, adăugată 29.07.2010

    Revizuirea compoziției chimice, a proprietăților mecanice, tehnologice și operaționale ale oțelului aliaj din care este fabricată piesa. Traseul tehnologic pentru repararea arborelui bipod al mecanismului de direcție cu o rolă. Selecția de echipamente și echipamente tehnologice.

    termen de hârtie adăugat 02/07/2016

    Calcul cinematic și energetic al acționării. Selectarea unui motor electric, calculul unei trepte deschise. Verificați calculul conexiunilor cu cheie. Descrierea sistemului de asamblare, ungerea și reglarea unităților de acționare. Proiectarea suportului pentru unitate.

    hârtie pe termen adăugată la 04/06/2014

    Descrierea ciclului automat al mașinii de găurit. Selectarea elementelor necesare schemei electrice pentru controlul procesului tehnologic: cu utilizarea algebrei logice și fără utilizarea acesteia. Funcții logice ale dispozitivelor executive.

2.5.1. Model de obiect de control.

Mișcarea aeronavelor în raport cu axa longitudinală are loc sub acțiunea momentului aerodinamic și este descrisă prin ecuația diferențială:

În această ecuație:

Moment de inerție în jurul axei longitudinale;

Viteza unghiulară de rotație în jurul axei longitudinale;

M x- moment aerodinamic în jurul axei longitudinale.

Cantitatea M x se determină din relație

unde: - capul de mare viteză,

S - zona aripii,

l- anvergura aripilor,

m x = m x(w x, d e) - coeficient de cuplu adimensional,

r- densitatea aerului,

V- viteza zborului,

d e- devierea eleronelor.

Pentru a obține un model liniar al obiectului de control, apelăm la procedura standard pentru liniarizarea ecuației (2.1.) În ceea ce privește valoarea stării de echilibru w x* și d e*, pe care îl vom considera neperturbat și care satisface ecuația

. (2.2.)

În același timp, presupunem că modificările de altitudine și viteza de zbor afectează nesemnificativ parametrii mișcării unghiulare, datorită cărora variațiile de altitudine și viteză în timpul liniarizării nu sunt luate în considerare și, în consecință, magnitudinea capului vitezei este constantă .

Creșterea parametrilor variabili:

,

și ecuația (2.1.) pentru mișcarea perturbată:

Luând în considerare relația (2.2.), Obținem ecuația liniarizată a mișcării aeronavei în raport cu axa longitudinală

(2.3.)

În aerodinamica aeronavelor, se adoptă următoarele denumiri:

unde :, - coeficienți adimensionali.

Luând în considerare aceste denumiri, ecuația (2.3.) Ia forma:

(2.4.)

Trecând la forma de notație acceptată în teoria controlului automat, obținem:

(2.5)

Trebuie remarcat aici că, datorită valorilor zero ale mișcării constante, creșterile și în ecuația (2.4.) Coincid cu valorile însăși ale acestor variabile.

Să introducem notația pentru coeficienții dinamici:

- coeficient de amortizare;

- coeficientul de eficiență al aleronelor.

Ca rezultat, ecuația (2.5.) Sau modelul matematic al obiectului de control în mișcare unghiulară față de axa longitudinală este reprezentat de o ecuație diferențială liniară

(2.6.)

.

Să notăm:

și obținem în aceste notații un model matematic al obiectului de control sub forma unui sistem de ecuații diferențiale liniare:

care se reduce la o ecuație liniară de ordinul doi

, (2.8.)

care corespunde funcției de transfer a obiectului de control

, (2.9)

în care semnalul de intrare este devierea eleronului d e, și în weekend - unghiul de rulare, așa cum se arată în Fig. 2.8.


Orez. 2.8. Funcția de transfer a obiectului de control

2.5.2. Modelul matematic de direcție.

Modelul matematic al mecanismului de direcție este o verigă de integrare cu turația negativă
comunicare, schema bloc a modelului este prezentată în Fig. 2.9.

Orez. 2.9. Schema structurală a modelului de antrenare a direcției

Funcționarea mecanismului de direcție este descrisă prin ecuația diferențială:

, (2.10.)

iar funcția de transfer poate fi obținută de la schema structurală

, (2.11.)

2.5.3. Model matematic al dispozitivelor de măsurare

ceea ce înseamnă că valorile măsurate ale unghiului de rulare și rata de girație nu diferă de valorile lor reale.

2.5.4. Legea controlului.

Regulatorul, prezentat pe schema funcțională a pilotului automat în canalul de rulare (Fig. 2.7.), Este un dispozitiv care implementează legea de control, adică generează un semnal de comandă la intrarea mecanismului de direcție s e în funcție de valorile unghiului de rulare g și de viteza unghiulară. Această cantitate de informații despre variabilele de ieșire ale obiectului de control vă permite să aplicați un PD - un controler (proporțional-diferențial), a cărui funcție de transfer

, (2.12.)

iar legea controlului formată de el are forma

Coeficienții sunt numiți rapoarte de transmisie(conform semnalelor de poziție și de amortizare sau conform giroscopului liber și giroscopului de amortizare). Raporturile de transmisie din configurația fixă ​​a sistemului de control sunt instrumentul cu care puteți obține calitatea dorită a sistemului de control. Modificând valorile raporturilor de transmisie (sau, cu alte cuvinte, ajustându-le), puteți îmbunătăți funcționarea sistemului de control, obținând calitatea dorită a muncii sale.

2.5.5. Modelul matematic al conturului

stabilizarea aeronavei în canalul de rulare.

Dezvoltat în această secțiune (2.5.) Modele matematice ale elementelor individuale ale diagramei funcționale a buclei de stabilizare a rolelor (Fig. 2.7.) Face posibilă construirea unui model matematic al sistemului de control al mișcării unghiulare a aeronavei în canalul de rulare.

Acest model matematic este prezentat în Fig. 2.10. iar cercetarea sa este principala sarcină a cursului

Introducere.

Capitolul 1. Revizuirea analitică a RP LA.

1.1 Situația și perspectivele de dezvoltare ale PR-ului aeronavei.

1.2 Analiza diagramelor structurale și structurale ale RP.

1.3 Analiza modelelor matematice ale RP electro-hidraulic.

1.4 Relevanța cercetării, scopul și obiectivele lucrării.

Capitolul 2. Model matematic al RP cu SGRM.

2.1 Caracteristicile modelării matematice a SGRM.

2.2 Influența principalelor neliniarități ale EGU asupra caracteristicilor RM.

2.3 Modelul matematic neliniar al RP.

2.4 Analiza rezultatelor simulării numerice a RP.

Capitolul 3. Îmbunătățirea calității caracteristicilor dinamice ale sistemului de comandă a treptelor de direcție 93

3.1 Caracteristicile funcționării PR și determinarea factorilor care afectează indicatorii de performanță.

3.2 Modelarea simulării DGS în pachetul Ansys CFX.Ill

3.3 Influența rigidității cablajului de putere asupra caracteristicilor RP.

Capitolul 4. Studii experimentale ale aeronavei RP.

4.1 Stand experimental pentru cercetarea RP a aeronavei.

4.2 Investigarea influenței sarcinii inerțiale și a rigidității fixării SGRM asupra caracteristicilor dinamice ale aeronavei RP.

4.3 Metodologie pentru calcularea PR folosind simularea.

4.4 Analiza comparativa rezultatele modelării numerice și ale studiilor experimentale ale aeronavei RP.

Lista recomandată de disertații

  • Fundamente metodologice pentru îmbunătățirea proiectării roților dințate hidraulice de direcție 2010, doctor în științe tehnice Mesropyan, Arsen Vladimirovich

  • Angrenaje de direcție hidraulice cu jet cu dispozitive de corecție 2006, candidat la științe tehnice Arefiev, Konstantin Valerievich

  • Metodă pentru calcularea unui mecanism de direcție hidraulic cu jet-cavitație folosind metode de modelare matematică și fizică 2010, candidat la științe tehnice Tselischev, Dmitry Vladimirovich

  • Identificarea uneltelor de direcție hidraulice cu jet 2000, candidat la științele tehnice Mesropyan, Arsen Vladimirovich

  • Modelarea și optimizarea sistemelor hidromecanice de mașini mobile și echipamente tehnologice 2008, doctor în științe tehnice Rybak, Alexander Timofeevich

Introducere disertație (parte a rezumatului) pe tema „Îmbunătățirea caracteristicilor dinamice ale acționării direcției aeronavei pe baza simulării”

Îmbunătățirea avioanelor (JIA) implică cerințe sporite pentru fiabilitatea, viteza și durabilitatea treptelor de direcție (RP) care funcționează în condiții de operare dure. Științific și organizații de producție atât în ​​străinătate, cât și în industria internă efectuează cercetări pentru îmbunătățirea PR și a dispozitivelor care îndeplinesc condițiile de lucru ale acestora la JIA.

JIA RP este un set de dispozitive electro-hidraulice și mecanice care permit dezvoltarea caracteristicilor necesare cu viteză mare (timpul pentru a ajunge la modul este mai mic de 0,6 s) și precizie (valoarea depășirii nu depășește 10%). Funcționarea J1A RP are loc în condiții de funcționare destul de dificile: efectul sarcinilor de vibrații, efecte bruste în timpul deblocării etapelor rachetei, caracteristici neliniare ale forțelor de frecare ale tijelor și balansoarelor și forțele de inerție ale duzei de control rotativ ( PSC) cu un moment de articulație în continuă schimbare, condiții climatice dificile și probleme de depozitare pe termen lung ...

Caracteristicile tactice și tehnice maxime posibile ale vehiculelor aeriene fără pilot JIA sunt atinse, printre altele, datorită designului și muncă de cercetare, care includ efectuarea testelor pe bancă și modelarea simulării RP. Simularea RP folosind modelarea matematică modernă și pachetele de proiectare C / iD permite reducerea timpului și a costurilor financiare în dezvoltarea și rafinarea ulterioară a RP pentru JIA fără pilot, eliminând încercările și erorile. Studiile experimentale permit analiza corespondenței rezultatelor modelării numerice cu adecvarea obiectului real.

În această lucrare, a fost dezvoltat un model de simulare al JIA RP bazat pe rezultatele prelucrării și generalizării datelor experimentale obținute la Centrul de rachete de stat JSC numit după Academician V.P. Makeev "și în centrul de inovație educațională și științifică" Hydropneumoautomatics "de la Departamentul de Hidromecanică Aplicată al Ufa State Aviation Technical University.

Scopul și obiectivele lucrării

Îmbunătățirea caracteristicilor dinamice ale mecanismului de direcție al aeronavei pe baza simulării.

1. Elaborarea unui model matematic al PR și analiza rezultatelor modelării numerice;

2. Efectuarea de studii experimentale ale PR și compararea rezultatelor acestora cu rezultatele modelării numerice;

4. Dezvoltarea unei metode de calcul utilizând un model de simulare al RP al aeronavei.

Metodele de cercetare se bazează pe metode fundamentale de modelare matematică a proceselor fizice care apar în RP JIA în timpul funcționării, metode analize statistice caracteristicile experimentale ale RP și metodele experimentului de calcul.

Noutatea științifică a principalelor rezultate ale lucrării

Pentru prima dată în modelul matematic al JIA RP cu amplificator hidraulic cu jet (SGU), se propune utilizarea unui model neliniar de reacție într-o transmisie mecanică și un model empiric al histerezisului caracteristicii de control a unui convertor electromecanic , ceea ce a făcut posibilă creșterea fiabilității rezultatelor simulării numerice.

Pentru prima dată a fost rezolvată problema inversă a influenței nerigidității cablajului de putere asupra schimbării momentului hidrodinamic al jeturilor inverse care acționează asupra țevii cu jet, în urma căreia zona de stabilitate a RP scade. În urma studiilor efectuate, s-au obținut recomandări pentru reducerea momentului hidrodinamic al jetului invers.

Pentru prima dată, a fost determinat intervalul de modificare a coeficientului de transmisie al RP DA, la care se observă funcționarea sa stabilă. Analiza rezultatelor modelării numerice și a rezultatelor studiilor experimentale au făcut posibilă identificarea zonei de stabilitate a RP DA în funcție de rigiditatea cablajului de putere și a parametrilor RM.

Semnificația practică constă în faptul că metoda dezvoltată pentru calcularea PR-ului unei aeronave face posibilă studierea stabilității, preciziei și vitezei, luând în considerare sarcinile operaționale care acționează asupra acesteia. Complexul de programe aplicate, executate într-un pachet matematic, face posibilă efectuarea unui studiu numeric al unui model de simulare al unei unități de direcție și compararea rezultatelor obținute cu datele experimentale. Sunt aduse la apărare

1. Modelul matematic al RP J1A;

2. Rezultatele unui studiu numeric al modelului de simulare JIA RP;

3. Rezultatele studiilor experimentale ale RP JIA;

4. Noua schemă cu jet de cerneală distribuitor hidraulic(SGR), care permite creșterea fiabilității și vitezei RP a aeronavei prin reducerea efectului hidrodinamic al jetului invers asupra tubului cu jet.

Aprobarea muncii

Principalele dispoziții teoretice și rezultatele practice ale lucrării au fost raportate și discutate la Conferința științifică și tehnică a tinerilor din Rusia „Problemele ingineriei mecanice moderne” (Ufa, 2004), la conferinta Internationala„Potențial științific global” (Tambov 2006), la Conferința științifică și tehnică rusă dedicată celei de-a 80-a aniversări a membrului corespondent. RAS, profesorul P.P. Mavlyutov „Lecturi Mavlyutov” (Ufa 2006), la competiția tinerilor specialiști în industria aerospațială (Moscova, RF CCI, comitetul pentru dezvoltarea aviației și tehnologia spațială, 2008).

Baza lucrării este planul de cercetare al cercetării bugetului de stat „Cercetarea proceselor termofizice și hidrodinamice și dezvoltarea teoriei motoarelor și a centralelor electrice promițătoare” (2008-2009), nr. 01200802934, contracte de stat nr. P317 din 28.07.2009 „Dezvoltarea metodelor de calcul și îmbunătățirea transmisiei de direcție a motoarelor cu rachetă” și № P934 din 20.08.2009 * „Sistem de control electrohidraulic al sistemului de propulsie cu combustibil solid variabil cu pornire multiplă” în direcția „Inginerie rachetă”. al programului federal target1 „Personal științific și pedagogic al Rusiei inovatoare” pentru 2009-2013.

Publicații

Principalele rezultate ale cercetării pe tema disertației sunt prezentate în 16 publicații, inclusiv 3 articole în publicațiile recomandate de Comisia superioară de atestare. este prezentată analiza lucrărilor publicate privind studiul JIA RP, metodele de calcul și proiectare a acestora.

Publicat cercetare teoreticăși studii experimentale ale autorilor A.I .: Bazhenova, N.S. Gamynina, S.A. Ermakova, I.S. Shumilova, V.M. Fomicheva, V.A. Kornilov,. V.V. Malysheva, V.A. Polkovnikova, V.A. Chashchina. Analiza rezultatelor cercetării a făcut posibilă rafinarea modelului matematic liniar al RM, care este utilizat în RP J1A. Pe aeronavele interne din a treia generație, RP include RM, dezvoltat la „Centrul de rachete de stat SA”. Academician V.P. Makeev ". Dezvoltarea și testarea RP, efectuată de specialiștii centrului de rachete, a confirmat că PM, care îndeplinește toți parametrii de lucru, este o mașină de direcție cu jet hidraulic (SGRM).

Revizuirea științifică și tehnică a cercetărilor privind RP de către I.S. Shumilova, D.N. Popova, V.F. Kazmirenko, V.I. Goniodsky, A.S. Kochergina, N.G. Sosnovsky, M.V. Siukhina, V. Ya. Bocharova a făcut posibilă dezvoltarea unei metodologii de calcul și a unei metode de simulare JIA RP. Caracteristicile de frecvență prezentate ale RP și dependențe, care iau în considerare rigiditatea cablajului de putere, rigiditatea fixării cilindrului hidraulic, modulul variabil de elasticitate volumetrică fluid de lucru, a permis rafinarea modelului matematic liniar al RP.

De-a lungul dezvoltării aviației militare, cercetările bazate pe metode de inginerie au jucat un rol colosal în asigurarea fiabilității, durabilității și vitezei de răspuns. În lucrările autorilor precum V.M. Apasenko, R.A. Rukhadze, V.I. Varfolomeev, M.I. Kopytov, I.M. Gladkov, I.Kh. Farkhutdinov, sunt prezentate diferite scheme de proiectare ale RP, fiecare dintre ele având propriile sale avantaje și dezavantaje. Diagramele constructive vă permit să determinați diagrama cinematică și diagrama de proiectare a RP.

În lucrările oamenilor de știință ai Departamentului de Hidromecanică Aplicată de la Universitatea Tehnică de Aviație de Stat din Ufa, autori precum E.G. Gimranov, V.A. Tselishchev, R.A. Sunarchin, A.V. Mesropyan, A.M. Rusak, precum și în lucrările autorilor străini: M. Nordin, Gutman Per-Olof, Hong-guang Li, Guang Meng, F. Ikhouane, JE Hurtado, J. Rodellar au dezvoltat modele matematice neliniare de dispozitive electrohidraulice și mecanice care funcționează în condiții dure de funcționare ...

Revizuirea analitică efectuată arată că adesea metoda de încercare și eroare în proiectarea JIA RP nu este doar una dintre cele mai metode eficiente, dar și printr-o metodă costisitoare, iar modelele matematice liniare nu descriu în mod adecvat obiectul real, mai ales în modul de operare încărcat al RP. Modelele matematice neliniare dezvoltate fac posibilă apropierea rezultatelor modelării numerice de procesele fizice care apar în timpul funcționării JIA RP.

Al doilea capitol prezintă modelul matematic al JIA RP. RP cu SGRM, care este utilizat în prezent la motoarele cu rachete JIA, îndeplinește toate cerințele pentru caracteristicile de viteză și putere. În timpul activității JIA RPs, care includ SGRM, au loc procese fizice complexe. Astfel, în cascada jetului apar procese complexe hidrodinamice, care duc la ejecția fluidului de lucru, la efectul negativ al jetului invers hidrodinamic, la histerezis în caracteristica de control "EMF - tub jet", etc. frecare uscată, non -rigiditatea cablajului de alimentare, care afectează negativ performanța caracteristicilor dinamice (precizie, stabilitate și controlabilitate). Modelul matematic dezvoltat al JIA RP în modelarea numerică permite obținerea de rezultate cu un grad ridicat de adecvare la obiectul real.

În al treilea capitol sunt prezentate problemele îmbunătățirii calității caracteristicilor dinamice ale JIA RP. Cu ajutorul modelării numerice a "modelului matematic al RP" JIA dezvoltat, este posibil să se analizeze influența anumitor parametri, care includ sarcina inerțială, rigiditatea cablajului de putere, dimensiunea reacției în transmisia mecanică , histerezisul în caracteristicile de control ale "tubului electromagnetic - jet" etc. Acesta examinează indicatorii de calitate ai caracteristicilor dinamice: depășire, timp de reglare, timp pentru a atinge primul maxim și amplitudinea oscilațiilor.

Utilizarea pachetelor moderne Ansys CFX și Solid Works face posibilă simularea RP utilizând metoda elementelor finite, baza tehnică principală pentru materialele utilizate în ingineria mecanică modernă și un model matematic al fluxului unui fluid incompresibil în traiectoria fluxului al SGRM. Sunt prezentate rezultatele analizei studiilor teoretice și experimentale și se propune o diagramă funcțională a SGRM, care face posibilă reducerea zonei moarte în caracteristica de control prin reducerea efectului hidrodinamic al jetului invers asupra tubului cu jet.

Al patrulea capitol prezintă o analiză a rezultatelor studiilor teoretice și experimentale ale JIA RP. Să efectueze cercetări experimentale în cadrul unui proiect inovator ca urmare a activităților comune ale USATU și SA „GRTs im. Academician V.P. Makeev ”a fost dezvoltat un stand pentru a studia caracteristicile statice și dinamice ale JIA RP. Standul vă permite să obțineți date despre caracteristici precum debitul de cădere caracteristic SGRM, mișcarea tubului cu jet, pistonul PM și sarcina inerțială în timp real, precum și caracteristicile de frecvență în diferite condiții de funcționare ale RP . Ca urmare a rafinării modelului matematic, eroarea în calculele modelării numerice și a cercetării experimentale nu depășește 5%, ceea ce este acceptabil pentru metodologia de inginerie pentru calcularea RP JIA.

Lucrarea a fost efectuată sub îndrumarea doctorului în științe tehnice, profesorul V.A. Tselischev și dr., Conferențiar universitar A.V. Mesropian. Rezultatele prezentate în această lucrare și prezentate pentru apărare au fost obținute personal de autorul tezei.

Disertații similare în specialitatea „Mașini hidraulice și unități hidropneumatice”, 05.04.13 cod VAK

  • Metode de calcul al termodinamicii jeturilor submersibile turbulente supersonice și interacțiunea acestora cu un obstacol 2009, candidat la științele fizice și matematice Safronov, Alexander Viktorovich

  • Modernizarea unui amplificator electro-hidraulic cu două accelerații pentru un sistem de control al vectorului de tracțiune 2010, candidat la științele tehnice Belonogov, Oleg Borisovich

  • Caracteristicile hidrodinamicii căii de curgere a amplificatoarelor cu jet hidraulic și efectul acestora asupra caracteristicilor de ieșire 1984, candidat la științele tehnice Badakh, Valery Nikolaevich

  • Utilizarea testelor de vibrații în controlul stării tehnice a aeronavelor 2009, candidat la științele tehnice Bobryshev, Alexander Petrovich

  • Predicția parametrilor unui emițător hidroacustic de joasă frecvență 1999, candidat la științe tehnice Kvashnin, Alexander Ivanovich

Încheierea tezei pe tema „Mașini hidraulice și unități pneumatice hidraulice”, Gallyamov, Shamil Rashitovich

PRINCIPALELE REZULTATE ȘI CONCLUZII

JIA RPs sunt în mod constant îmbunătățite în ceea ce privește designul și funcționalitatea. Îmbunătățirea JIA duce la o creștere a cerințelor pentru fiabilitatea, viteza și durabilitatea RP-urilor în condiții dure de funcționare. Reducerea costului în timpul dezvoltării și ajustarea ulterioară la caracteristicile necesare ale JIA RP se realizează prin utilizarea mijloace moderne proiectare și simulare asistată de computer, cu utilizarea a numeroase studii pe această temă. Funcționarea RP are loc în condiții destul de dificile: efectul sarcinilor de vibrații, efectele ascuțite ale unei sarcini statice în timpul decuplării etapelor rachetei, efectul forțelor de frecare a tijelor și a balansoarelor și a forțelor inerțiale ale CCD cu o schimbare constantă moment balama. Prin urmare, o atenție deosebită, în timpul proiectării sale, "este acordată proiectării rigidității cablajului de putere, proiectării RM și testării RP cu cele mai aproximative condiții de funcționare simulate. Rigiditatea cablajului de putere RP îi afectează în mod semnificativ caracteristicile .

Astăzi, există diverse metode pentru calcularea și proiectarea JIA RP, care se bazează pe soluția numerică a ecuațiilor liniare și neliniare care descriu diverse procese fizice. Este necesar să se utilizeze o astfel de tehnică atunci când se calculează RP, care permite luarea în considerare a tuturor fenomenelor posibile care apar în timpul funcționării RP. Astfel de fenomene pot fi o reacție la cablajul mecanic, o zonă moartă în caracteristica de control, lipsa rigidității carcasei RM, rigiditatea cablajului de putere al JIA RP, efectul hidrodinamic asupra elementelor mobile ale cascadei cu jet , etc.

Pentru experimentele numerice ale aeronavei RP, a fost dezvoltat un model matematic, care face posibilă efectuarea experimentelor numerice ale RP în etapa inițială de dezvoltare. Spre deosebire de modelele matematice existente, în modelul matematic dezvoltat al avionului RP, au fost luate în considerare suplimentar neliniaritățile, care îi afectează semnificativ caracteristicile. Astfel de neliniarități includ reacții adverse în transmisia mecanică, histerezis în caracteristica de control a EMF a SGRM, dependența momentului hidrodinamic al jetului invers de mișcarea tubului cu jet care acționează asupra tubului cu jet al SGRM.

În modelarea numerică utilizând modelul matematic dezvoltat al aeronavei RP, s-a făcut o analiză a influenței unor factori asupra indicatorilor de calitate a caracteristicilor dinamice, printre care se poate depăși depășirea, timpul de control, mișcarea maximă a pistonului și sarcina inerțială etc. ., = 104.106 N / m, valoarea depășirii scade cu 50%, iar timpul de reglare tp cu o rigiditate mai mică de s, = 106 N / m depășește valorile admise (tp< 0.6.0.7 с). Следовательно, для рассматриваемого РП ЛА с однокаскадной СГРМ не допускается, чтобы жёсткость силовой проводки была меньше чем с. = 106 Н/м. Анализ результатов численного моделирования выявил значительное влияние эмпирического коэффициента магнитного гистерезиса Р на величину перерегулирования о. Коэффициент р определяет величину ширины петли гистерезиса. Так в случае, когда выполняется условие Р<840Н/(Ам), величина перерегулирования а достигает 100%, что не допустимо для РП ЛА. В результате проведённых исследований было выявлено, что данного РП JIA величина (3 может изменяться в пределах 1500 Н/(Ам) - 2000 НУ(Ам).

În studiul caracteristicilor JIA RP, problema inversă a influenței nerigidității cablajului de putere al RP asupra schimbării proceselor fizice care au loc în timpul ieșirii unui jet de înaltă presiune din duza conică al SGU a fost rezolvat. Cu o schimbare a rigidității cablajului de putere al RP, apare o pulsație de presiune în cavitățile HZ PM, ceea ce duce la o schimbare a momentului r / d acționând asupra tubului cu jet.

Pentru a determina cuplul r / d, care afectează negativ caracteristica de control, DGS a fost simulat în pachetul Ansys CFX. Ca rezultat al studiilor, a fost obținută dependența modificării cuplului r / d de mișcarea tubului cu jet pentru un RM cu o singură treaptă și s-a efectuat și un studiu asupra efectului r / d. moment pe tubul cu jet pe caracteristicile dinamice. Schimbarea momentului r / d al jetului invers nu este proporțională cu deplasarea tubului jet PM. În absența efectului r / d al fluxului invers asupra tubului cu jet la o frecvență de oscilație de 15 Hz, se observă o funcționare stabilă a JIA RP. În acest caz, coeficientul de transmisie al RP este mai mic de 1,5 (pentru<1.5). В случае г/д воздействия запаздывание инерционной нагрузки относительно поршня ГЦ РМ происходит при значениях сх = 6 107 Н/м и Л = 1.2 10-4 м. С целью снижения г/д момента обратной струи была разработана функциональная схема СГУ, доработанная на основе существующего изобретения, которая позволяет компенсировать г/д момент, действующий на струйную трубку, и уменьшить зону нечувствительности.

În cadrul activității comune a angajaților SA „GRTs im. V.P. Makeev "și personalul Departamentului de Hidromecanică Aplicată al USATU, a fost dezvoltat un stand experimental pentru a studia caracteristicile statice și dinamice ale JIA RP. Standul experimental permite efectuarea de cercetări cu imitarea unei sarcini poziționale constante, care poate varia de la 0 la 5000 N și o sarcină inerțială, care poate avea valori de 0, 45 și 90 kg. Modelul matematic dezvoltat al JIA RP este adecvat obiectului real, deoarece eroarea la compararea rezultatelor modelării numerice și a rezultatelor studiilor experimentale nu depășește 5%;

La analiza rezultatelor studiilor numerice și experimentale, s-au obținut astfel de caracteristici precum caracteristica debitului-picătură a PM, caracteristica zonei moarte atunci când actuatorul este expus la o sarcină pozițională și în absența sa, caracteristica schimbării în coeficientul de curgere la diferite poziții ale tubului cu jet, AFC al pistonului PM și sarcina inerțială. O analiză a comparației rezultatelor modelării numerice și a rezultatelor studiilor experimentale a făcut posibilă dezvoltarea unei metode pentru calcularea PR cu un SGRM cu o singură etapă. Tehnica dezvoltată face posibilă obținerea caracteristicilor la calcularea PR în etapa inițială de proiectare. Dezvoltatorul poate utiliza opțional modelul matematic dezvoltat al JIA RP: utilizați-l ca o cutie neagră fără a schimba structura sau face unele modificări în studiul numeric al RP-ului aeronavei. Deci, este posibil să se facă modificări ale caracteristicii debitului de cădere a PM, să se schimbe coeficienții empirici utilizați, să se modifice modul de încărcare al RP-ului aeronavei.

Lista literaturii de cercetare a disertației Candidat la științe tehnice Gallyamov, Shamil Rashitovich, 2009

1. ANSYS CFX-Solver Theory Guide. ANSYS CFX Release I.O. © 1996-2006 AN SYS Europe, Ltd.;

2. F. Ikhonane, J. E. Hurtado, J. Rode mincinos. Pe modelul histeretic Bouc-Wen. Dinamică neliniară 42: 63-78, 2005;

3. F. Ikhouane, J. E. Hurtado, J. Rodellar. Variația buclei de histerezis cu parametrii modelului Bouc-Wen. Neliniar Dyn 48: 361-380, 2007;

4. Hong-guang Li, Guang Meng. Dinamica neliniară a unui oscilator SDOF cu histerezis Bouc-Wen. 2006 Elsevier Science Ltd: Haos, Solitons and Fractals 337-343, 2002 (www.elsevier.com/locate/automatica);

5. M. Nordin, Per-Olof Gutman. Controlul sistemelor mecanice cu sondaj backlasha, wvw.elsevier.com/locate/automatica. 2002 r;

6. Nordin M., Gutman Per-Olof Controlul sistemelor mecanice cu sondaj backlasha. 2002 Elsevier Science Ltd: Automatica 1633-1649, 2002 (www. Elsevier. Com / lokaliza / automatica);

7. R. V. Lapshin, „Model analitic pentru aproximarea buclei de histerezis și aplicarea sa la„ microscopul de tunelare cu scanare ”, Review of Scientific Instruments, volumul 66, numărul 9, paginile 4718-4730, 1995;

8. Solid Works Flow Simulation 2009. Referință tehnică, 2009.

9. Forsythe, G.E .; Malcolm, MA; și Moler, C.B. Metode computerizate pentru calcule matematice. New Jersey: Prentice Hall, 1977;

10. Abarinova I.A., Pilgunov B.H. Testarea dispozitivelor hidraulice de automatizare și a acționărilor. M.; MSTU, 1990. p.l.;

11. Proiectarea asistată de computer a servomotorelor și a elementelor acestora / Ed. V.F. Kazmirenko / Energoatomizdat, 1984;

12. Andreev A.B. Utilizarea elementelor primare ale pachetului ADAMS pentru a crea modele virtuale de sisteme și mecanisme mecanice.

13. Metoda Partea I, specificată, pentru utilizatorii CRIRS. 5,2 pp 2000 M. MSTU-JSC Tupolev;

14. Apasenko V.M., Rukhadze R.A. Sisteme de rachete nucleare marine (trecut, prezent, viitor). - M.: Formația municipală „Vykhino-Zhulebino”, 2003. - 328 p.;

15. Badyagin A.A., Eger S.M., Mishin V.F., Sklyansky F.I., Fomin A.M. „Inginerie mecanică”, 1972, p. 516;

16. Bazhenov A.I. Acționări hidraulice de direcție cu reglare cu accelerație cu jet: Manual, Moscova, MAI, 2002;

17. Besekersky V.A. Teoria sistemelor de control automat / V.A. Besekersky, E.P. Popov. M.: „Profesie”, 2004, 747 f.;

18. Borovin TK, Popov DN, Khvan B.JL Modelarea matematică și optimizarea sistemelor hidraulice. M.; MSTU, 1995; 5,25 pp.;

19. Bocharov V.Ya., Shumilov I.S. Sisteme de control al aeronavelor. Enciclopedia „Inginerie mecanică”. - M.: Inginerie mecanică, 2004 Volumul IV-21. Cartea 2;

20. Bronshtein I.N., Semendyaev K.A. Un ghid de matematică pentru ingineri și studenți. Ediția a 13-a, revizuită. - M.: Știință, cap. ed. fizic-mat. lit., 1986. - 544 p.;

21. Varfolomeev V.I., Kopytov M.I. Proiectarea și testarea rachetelor balistice. - Moscova: Editura Militară, 1969. - 491 p.;

22. Vedensky V.A., Kazmirenko V.F., Leskov A.G. Urmărirea sistemelor de acționare. Monografie. M.: Energoatomizdat, 1993, 18 p.;

23. Vlasov K.P. Teoria controlului automat / K.P. Vlasov, A.S. Anashkin. S.-Sat.: Institutul minier St. Petersburg, 2003, 103 p.;

24. Voronov A.A. Bazele teoriei controlului automat. M. - JL: Energiya, 1965, 4.1.423 p., 1966, 4.2, 372 p., 1970, Ch.Z, 328 p.;

25. Volkov V.T., Yagodnikov D.A. Cercetare și testare pe bancă a motoarelor rachete cu combustibil solid. - M.: Editura - în MSTU im. N.E. Bauman, 2007 .-- 296 e.: Ill.;

26. Sisteme de control și acționări de înaltă precizie pentru arme și echipamente militare / Ed. Solunina V.L. Editura MSTU. Moscova, 1999. Gursky B.G., Kazmirenko V.F., Lavrov A.A. si etc.;

27. Gallyamov Sh.R. Caracteristici ale verificării adecvării caracteristicilor dinamice ale uneltelor de direcție hidraulice cu jet. / Gallyamov Sh.R. // Știință-Producție. NIIT. Ufa, 2007 S. 70-74.;

28. Gallyamov Sh.R., Mesropyan A.V. Modelarea matematică a unui amplificator electrohidraulic în două trepte / Gallyamov Sh.R., Mesropyan

29. A.V. // Problemele ingineriei mecanice moderne: Rezumate ale Conferinței științifice și tehnice a tinerilor din toată Rusia. 22-23 decembrie 2004 - Ufa: USATU, 2004.180s. P.38;

30. Gallyamov Sh.R., Mesropyan A.V. Studii experimentale ale uneltelor de direcție / Gallyamov Sh.R., Mesropyan A.V. // Automatizare hidropneumatică și acționare hidraulică. -2005: colecție de lucrări științifice: în 2 volume T1 -Kovrov: KGTA, 2006. -326 p. P. 212;

31. Gallyamov Sh.R., Petrov P.V., Shirokova K.A. Simulare numerică a unui mecanism de direcție cu jet hidraulic. / Gallyamov Sh.R., Petrov P.V., Shirokova K.A. // Știință-Producție. NIIT, 2007 S. 60-70.;

32. Gallyamov Sh.R., Tselishchev V.A. Analiza proceselor de lucru într-un element cu jet de înaltă presiune utilizând pachetul software FLOWVISION. / Gallyamov Sh.R., Tselishchev V.A. // Întrebări despre teoria și calculul motoarelor termice, Ufa, 2008, p. 104-112;

33. Gallyamov Sh.R., Shirokova K.A. Utilizarea identificării în proiectarea SGRM. / Gallyamov Sh.R., Shirokova K.A. // Potențial științific global. Conferință internațională de corespondență: sâmbătă rezumate ale rapoartelor. Tambov: TSTU; 2006 .-- 54 p. - 56.;

34. Gallyamov Sh.R., Shirokova K.A., Tselishchev V.A., Tselishchev D.V. Cercetarea conducerii hidraulice a aeronavei / Gallyamov Sh.R., Shirokova K.A., Tselishchev V.A., Tselishchev D.V. // Buletinul USATU, Vol. 11, Nr. 2 (29) Ufa, 2008, pp. 56-74.;

35. Gallyamov Sh.R., Shirokova K.A., Tselishchev V.A., Tselishchev D.V. Modelarea numerică a debitelor într-un rapel hidraulic cu bobină / Gallyamov Sh.R., Shirokova K.A., Tselishchev V.A., Tselishchev D.V.// Buletinul USATU, Vol. 11, Nr. 2 (29) Ufa, 2008, p. 5560;

36. Gamynin, N.S. Dinamica unei acționări hidraulice de mare viteză: N. S. Gamynin, Yu.K. Zhdanov, A.JI. Klimashin .- M .: Inginerie mecanică, 1979 .- Anii 80;

37. Acționări hidraulice ale aeronavelor. / NS Gamynin, V.I. Karev, A.M. Potapov, A.M. Selivanov - M.: Inginerie mecanică, 1992, 368 p.;

38. Gimranov E.G., Rusak A.M., Tselishchev V.A. Servomotor electrohidraulic: un tutorial. Ufa: ed. Universitatea Tehnică de Aviație de Stat Ufa, 1984. - 92 p.;

39. Gladkov I.M., Lalabekov V.I., Mukhammedov B.C., Shmachkov E.A. Caracteristicile de masă ale dispozitivelor de acționare ale sistemelor de control pentru rachete balistice cu propulsor solid și nave spațiale. M.: STC "Informatika", 1996. - 168 p.;

40. Goniodsky V.I., Kochergin A.S., Shumilov I.S. Sisteme de control al cârmei aeronavelor. Partea 1. Structura sistemelor de control al cârmei aeronavelor. M.; MSTU, 1992 3,0 pl;

41. Goniodsky V.I., Sklyansky F.I., Shumilov I.S. Conducerea suprafețelor de direcție a aeronavelor - M., Inginerie mecanică, 1974. - 317 p.;

42. Goniodsky V.I., Shumilov I.S. Caracteristicile sistemelor de control hidromecanic pentru aeronavele moderne. Manual pentru cursul „Sisteme de control al aeronavelor hidromecanice”. 2,25 p., Editura MSTU, 1999;

43. Grebyonkin V.I., Kuznetsov N.P., Cherepov V.I. Caracteristicile de putere ale sistemelor de propulsie cu propulsie solidă și ale motoarelor cu destinație specială. Izhevsk: Izd. ISTU, 2003. - 356 p.;

44. Gustomyasov A.N., Malandin PO. Construirea de modele de diagnosticare a acționărilor hidraulice. Instrucțiuni metodice. M. MSTU, 1993, 1,5 pp.;

45. Dyakonov V.P. Arțar 9 în matematică, fizică și educație. M.: SOLON-Apăsați. 2004.688 p.;

46. ​​Ermakov S.A., Karev V.I., Selivanov A.M. Proiectarea dispozitivelor de corectare și a amplificatoarelor electro-hidraulice ale acționărilor servohidraulice DA: Manual, Moscova, MAI, 1990;

47. Ermakov S.A., Konstantinov S.V., Redko P.G. Redundanța sistemelor de direcție a aeronavelor: Manual, Moscova, MAI, 2002;

48. Erokhin B.T. Fundamente teoretice pentru proiectarea motoarelor rachete cu combustibil solid. - Inginerie mecanică, 1982. - 206 p.;

49. Ivaschenko N.N. Reglare automată. Teoria și elementele sistemelor. M.: Mashinostroenie, 1973. 606s;

50. Testarea motoarelor cu rachete cu combustibil lichid. Ed. V.Z. Levin. - M.: Inginerie mecanică, 1981.199 p.;

51. Cercetarea motoarelor rachete pe combustibil lichid. Ed. V.A. Ilinski. M.: Inginerie mecanică, 1985. - 208 p.;

52. Kazmirenko VF, Kovalchuk AK Mașini electrice și convertoare de semnal pentru acționări hidraulice automate. Tutorial. M.: Radio și comunicare., 1998, 5 pp.;

53. Karpenko A.V., Utkin A.F., Popov A.D. Sisteme de rachete strategice interne. - SPb.: Nevsky Bastion Gangut, 1999. - 288 p.;

54. Proiectarea și dezvoltarea motoarelor cu combustibil solid / A.M. Vinnitsky, V.T. Volkov, S.V. Kholodilov; Ed. A.M. Vinnitsky. M.: Mashinostroenie, 1980. -230 p.;

55. Proiectarea motoarelor cu rachete cu combustibil solid. Sub total. ed. membru cor. Academia Rusă de Științe, Doctor în Științe Tehnice, prof. JI.H. Lavrova-M.: Inginerie mecanică, 1993. - 215 p.;

56. Kopylov I.P. Convertoare de energie electromecanice. - M.: Energy, 1973. -400 e;

57. Kornilov V.A. Dispozitive executive pentru gaz. Bazele automatizării și conducerii aeronavelor: Manual, Moscova, MAI, 1991;

58. Kornilov V.A. Bazele automatizării și conducerii aeronavelor: Manual, Moscova, MAI, 1991;

59. Krasnov N.F., Koshevoy V.N. Control și stabilizare în aerodinamică: manual. manual pentru colegii tehnice / Ed. N.F. Krasnova. - M.: Mai mare. Scoala, 1978.480 f.;

60. M.A. Krasnoselsky, A. V. Pokrovsky. Sisteme cu histerezis M., Știință, Ediția principală a literaturii fizice și matematice, 1983. -272 pp.;

61. Krymov B.G. Dispozitive executive ale sistemelor de control al aeronavelor: Manual. manual pentru studenții la studii tehnice superioare. instituții / B.G. Krymov, JT.B. Rabinovich, V.G. Stebletsov. M.: Mashinostroenie, 1987. - 264 e.: Ill.;

62. Lucas V.A. Teoria controlului automat. Moscova: Nedra, 1990.416 f.;

63. Malyshev V.V., Kochetkova V.I., Karp K.A. Sisteme de control pentru vehicule de lansare: Manual, Moscova, MAI, 2000;

64. Fundamente matematice ale teoriei reglării automate / ed. B.K. Chemodanova. M.: Școală superioară, 1971. 807 f.;

65. Mesropyan A.V., Tselishchev V.A. Calculul caracteristicilor statice ale mașinilor de direcție cu jet hidraulic: Manual / A.V. Mesropyan, V.A. Tselishchev; Universitatea Tehnică de Aviație de Stat Ufa. - Ufa, 2003. 76 p.;

66. Mesropyan A.V., Tselishchev V.A. Servomotor electrohidraulic. Tutorial. Universitatea Tehnică de Aviație de Stat Ufa. - Ufa: USATU, 2004. - 65 p.;

67. Miroshnik I.V. Teoria controlului automat. Sisteme neliniare și optime. SPb.: Peter, 2006. - 272 e.: Bolnav .;

68. Mihailov B.C. Teoria controlului. Manual pentru universități. Kiev: Școala superioară, 1988.309s;

69. Generatoare de gaze cu combustibil solid la temperatură scăzută: metode pentru calcularea proceselor de lucru, cercetări experimentale / O.V. Valeeva, S.D. Vaulin, S.G. Kovkin, V.I. Feofilaktov - Miass: Editura SRT-uri „KB numită după academicianul V.P. Makeeva ", 1997. 268 f.: Ill.

70. Nikolaev Yu.M., Solomonov Yu.S. Proiectarea inginerească a rachetelor balistice ghidate cu propulsori solizi. M.: Voenizdat, 1979 .-- 240 p.;

71. Bazele teoriei controlului automat al sistemelor de propulsie a rachetelor / A.I. Babkin, S.I. Belov, N.B. Rutovsky și colab. M.: Mashinostroenie, 1986. - 456 p.;

72. Petrovichev V.I. Calculul unei acționări hidraulice fără urmărire a unei aeronave: Tutorial. Moscova, MAI, 2001;

73. Polkovnikov VA Sinteza parametrică a actuatoarelor hidraulice ale sistemelor de control al aeronavelor: Manual, Moscova, MAI, 2001;

74. Polkovnikov V.A. Acționări electrice, hidraulice și pneumatice ale aeronavelor și capacitățile lor dinamice finale: Moscova, MAI, 2002;

75. Popov D.N. Dinamica și reglarea sistemelor hidropneumatice. 4.2, Instrucțiuni metodice. M.; MVTU, 1979 p.l.;

76. Popov D.N. Mecanica acționărilor hidraulice și pneumatice. Manual. M., Editura MSTU im. N.E. Bauman, 2001, 20 p.;

77. Popov D.N. Calculul și proiectarea unei acționări hidraulice servo electrice cu control al clapetei de accelerație. M.; MSTU, 1990. 1,75 p.;

78. Popov D.N. Scheme și modele de acționări electrohidraulice. Tutorial. M.; 1985 2,25 p.p.;

79. Popov D.N., Sosnovsky N.G., Siukhin M.V. Determinarea experimentală a caracteristicilor acționărilor hidraulice. Editura Universității Tehnice de Stat din Moscova Bauman, 2002;

80. Popov E.P. Teoria sistemelor liniare de reglare și control automat. Moscova: Nauka, 1989.496 p.;

81. Proiectarea sistemelor de urmărire folosind un computer / Ed. B.C. Medvedeva / Vereshchagin A.F., Kazmirenko V.F., Medvedev B.C. și altele. Inginerie mecanică, 1979;

82. Rezistență, stabilitate, fluctuații. Manual în trei volume. Volumul 3. Ed. Dr. tech. Științe I.A. Birger și membru corespondent AN Ya.G. Panovko. Inginerie mecanică, 1988

83. Razintsev V.I. Amplificatoare de putere electro-hidraulice. - M.: Inginerie mecanică, 1980.120 p., Il.;

84. Amortizor hidraulic Ryabinin MV. Invenția nr. 2000100564/28 (000785) din 12.01.2000;

85. Ryabinin M.V., A.A. Golovin, Yu.V. Kostikov, A.B. Krasovsky, V.A. Nikonorov. Dinamica mecanismelor. Uch. manual pentru cursul „Teoria mecanismelor și mașinilor”. De la MSTU im. N. E. Bauman, 2001;

86. Semenov S.E. Convertoare electromecanice de servomotori electro-hidraulici. MSTU le. N. E. Bauman, 1998;

87. Sinyukov A.M. și altele.Rachetă balistică cu combustibil solid. - Moscova: Editura Militară, 1972.-511 e.;

88. Sipailov G.S., Loos A.V. Modelarea matematică a mașinilor electrice. -M.: Școală superioară, 1980. -176 f.;

89. Smirnova V.I. Bazele proiectării și calculării sistemelor de urmărire: Manual pentru școlile tehnice / V.I. Smirnova, Yu.A. Petrov și V.I. Razintsev. M.: Inginerie mecanică, 1983. - 295 p., Ill.;

90. Sokolov A.A., Bashilov A.S. Complexul hidroelectric al navei spațiale orbitale „Buran”. Moscova, MAI, 2006;

91. V.V. Solodovnikov. Fundamentele teoriei și elementele sistemelor de control automat / V.V. Solodovnikov, V.N. Plotnikov, A.V. Yakovlev. M.: Mashinostroenie, 1985,536 p.;

92. Lucrările MVTU 244. Cercetarea și calcularea elementelor de jet și a circuitelor sistemelor de control automat. M.; MSTU, 1977 p.l.;

93. Lucrările școlii tehnice superioare din Moscova nr. 244. Cercetarea și calculul elementelor de jet și circuitelor sistemelor de control automat. M.; MVTU, 1977 p.l.;

94. Controlul vectorului de împingere și transferul de căldură la motoarele cu rachetă cu combustibil solid / N.M. Belyaev, V.M. Kovtunenko, F.I. Kondratenko și alții; ed. V.M. Kovtunenko // M.: Inginerie mecanică. 1968 .-- 198 p.;

95. Fakhrutdinov I.Kh. Motoare cu rachete pe combustibil solid. M.: Inginerie mecanică, 1981.-223 f.;

96. Fakhrutdinov I.Kh., Kotelnikov A.V. Proiectarea și proiectarea motoarelor cu rachete cu combustibil solid: Manual pentru universități de inginerie. - M.: Inginerie mecanică, 1987. - 328 p.;

97. Phillips Ch., Harbor R. Sisteme de control al feedback-ului. M.: Laborator de cunoștințe de bază, 2001 -616.: Bolnav;

98. Fomichev V.M., Zharkov M.N. Testarea amplificatorului de putere electro-hidraulic. M.; MSTU, 1992 2,0 pp.;

99. Tselishchev V.A. Determinarea coeficienților de recuperare a presiunii și a debitului în mașina de direcție electrohidraulică cu jet // Sb. Procesele VII STC All-Russian. OKB „Temp”, 26-29 octombrie 1998 - p. 57-61;

100. Tselishchev V.A., Rusak A.M., Sharaev V.A., Skorynin Yu.N. etc. Mașini de direcție hidraulice cu jet. Ufa: USATU, 2002. - 284 p .: Ill.

101. Sh.Tselischeva A.R., Tselishchev V.A. Alegerea dispozitivelor de corectare hidromecanică pentru un servomotor electrohidraulic cu amplificator hidraulic cu jet // Management în sisteme complexe: interuniversitar. științific. Sâmbătă Ufa, 1998;

102. Chashchin V.A. Acționarea pneumatică a sistemelor de control al aeronavei cu supapă de accelerație: Manual, Moscova, MAI, 1994;

103. Shumilov I.S., Goniodsky V.I. Caracteristicile sistemelor de control hidromecanic ale aeronavelor moderne. Manual, M., MSTU., 1996, 2 pp.

104. Convertoare electromecanice de acționări hidraulice și cu gaz / EM. Reshetnikov, Yu.A. Sablin, V.E. Grigoriev și colab. M.: Mashinostroenie, 1982. - 144 p.;

Vă rugăm să rețineți că textele științifice de mai sus sunt postate spre examinare și obținute prin recunoașterea textelor originale ale disertațiilor (OCR). În acest sens, pot conține erori asociate cu imperfecțiunea algoritmilor de recunoaștere. Nu există astfel de erori în fișierele PDF ale disertațiilor și rezumatelor pe care le livrăm.

Schema bloc a unui model de dispozitiv de direcție acționat de un motor electric este prezentată în Figura 4.5. Cârma împreună cu barca ar trebui considerată sarcina.

Figura 4.5 - Schema bloc a modelului de acționare electrică a cârmei

Deplasarea volanului într-un colț α cauzează (Figura 4.6) mișcare laterală (derivă cu un unghi β drift) și rotația vasului în jurul a trei axe reciproc perpendiculare: verticală (falcă cu o viteză unghiulară ω p), longitudinal (rulou) și transversal (tăiere). În plus, datorită creșterii rezistenței apei la mișcarea vasului, viteza sa liniară este oarecum redusă. v.

Figura 4.7 prezintă caracteristicile statice ale cuplului pe suportul cârmei M B = f(α ) din unghiul de transfer α pentru diferite cârme când nava se mișcă înainte și înapoi. Aceste caracteristici sunt neliniare și depind, de asemenea, de viteza de mișcare. v navă. Dacă vasul este în derivă, unghiul α înlocuiți cârma cu un unghi ( α+β ) între planul lamei cârmei și fluxul de apă intrată. Astfel, în influența cârmei asupra motorului electric al acționării cârmei, pe lângă unghiul real α deplasarea, trebuie să țineți cont și de parametrii mișcării navei - unghiul β deriva și viteza liniei v... Aceasta înseamnă că pentru a analiza acționarea cârmei electrice, este necesar să se ia în considerare ACS cu poziția navei (Figura 4.8), care include pilotul automat ( AR), echipament de direcție ( RM) și nava. Mecanismul de direcție este format dintr-un volan și un motor care îl antrenează în rotație. Nava este prezentată sub forma a două blocuri structurale cu funcții de transfer pentru control W Y(R) și prin indignare W B(R). Motorul de acționare poate fi DPT sau IM cu control al frecvenței. Sursa de alimentare pentru DCT poate fi fie un redresor controlat, fie un generator de curent continuu. AD este alimentat de la convertorul de frecvență.


Figura 4.6 - Traiectoria mișcării la rotirea vasului și parametrii acestuia

Figura 4.7 - Caracteristica statică a cârmei


În modul de stabilizare a procesului de strunjire a vasului, dacă presupunem că viteza sa liniară v este constantă, iar dependența forței laterale și a momentului hidrodinamic care acționează asupra corpului asupra unghiului de derivare β este liniar și neglijează unghiurile de rulare și decupare, atunci sistemul de ecuații care descrie dinamica mișcării navei va avea forma

(4.3)

Unde F(t) Este o funcție. luând în considerare efectul asupra navei al efectelor deranjante ale valurilor, vântului, curentului etc;

un 11, ..., un 23- coeficienți în funcție de forma corpului și de sarcina navei.

Figura 4.8. Schema structurală a ACS care se îndreaptă spre navă

Dacă excludem din sistem (4.3) semnalul β , atunci se va obține o ecuație diferențială care raportează valoarea cursului Ψ cu un unghi α rotația cârmei și un semnal deranjant F(t):



Unde T 11,…. T 31- constante de timp determinate prin coeficienți un 11, ..., un 23;

k Yși k B- coeficienții de transfer al ACS de către poziția navei, de asemenea determinați prin coeficienți un 11, ..., un 23.

În conformitate cu (4.4) funcțiile de transfer de control W Y(R) și prin indignare W B(R) au forma

Ecuația mecanicii motorului electric al dispozitivului de direcție are forma

sau (4.6)

Unde eu- raportul de transmisie al cutiei de viteze între motor și volan;

DOMNIȘOARĂ- momentul rezistenței, determinat prin moment M B pe cârma cârmei prin expresie

Moment M B pe stocul cârmei conform Fig. 4.7 este o funcție neliniară a unghiului α .

(4.7)

În general, modelul matematic al direcției electrice, luând în considerare nava și pilotul automat, este neliniar și este descris, cel puțin, printr-un sistem de ecuații (4.4), (4.5) și (4.6). Ordinea acestui sistem este a șaptea.

Întrebări pentru autocontrol

1. Explicați compoziția și interacțiunea elementelor din schema structurală a acționării electrice a dispozitivului de direcție.

2. Explicați parametrii care caracterizează procesul de rotire a navei cauzat de deplasarea cârmei.

3. De ce ar trebui ca modelul de treaptă de direcție electrică să țină cont de parametrii navei?

4. Ce ecuații și în ce variabile descriu procesul de mișcare a navei cu un viraj?

5. Dați expresia funcțiilor de transfer ale navei pentru direcție și perturbare cu virarea pe direcție.

6. Justificați tipul și ordinea modelului matematic al transmisiei electrice a direcției.

Publicații similare