Проектирование газовой силовой системы управления, работающей в пропорциональном режиме
Краткое сожержание материала:
Размещено на http:///
Содержание
Техническое задание
Проектирование исполнительного двигателя системы газового рулевого привода
1. Общие сведения
2. Устройство исполнительных двигателей
3. Математические модели газовых и пневматических рулевых приводов
4. Принципиальная схема рулевого тракта
5. Проектирование газовой силовой системы управления
6. Моделирование
Литература
Техническое задание
Спроектировать газовую силовую систему управления, работающую в пропорциональном режиме. Входной сигнал гармонический с частотой в диапазоне . В диапазоне частот входного сигнала во всех режимах работы система должна обеспечивать отработку полезного сигналя с амплитудой не менее д0 при фазовых сдвигах, не превышающих фазовые сдвиги апериодического эвена с постоянной времени ТГССУ.
Основные исходные данные:
а)коэффициент передача системы ;
б)максимальный угол отклонения рулевых органов дт;
в)расчетное время функционирования;
г)величины, характеризующие динамические свойства системы; в простейшем варианте сюда входят значения предельной частоты входного сигнала щ0, амплитуда д0 отрабатываемого приводом сигнала на частоте щ0 (величина обычно задается в пределах 0,8 ... 1,0), значение постоянной времени эквивалентного апериодического звена ТГСУ;
д)нагрузки на рулевых органах - инерционная нагрузка, задаваемая моментом инерции нагрузки JН;
- коэффициент трения f;
-коэффициент шарнирного момента тш.
Если коэффициент тш. изменяется во времени, то может быть задан график его изменения во времени. В простейшем случае задают экстремальные значения этого коэффициента. Обычно максимальное значение отрицательной нагрузки соответствует начальному моменту функционирования; в конечный момент пропорциональная нагрузка зачастую положительная и тоже имеет экстремальную жесткость.
Таблица начальных параметров моделирования
№ варианта |
7 |
|
Параметры ТЗ |
||
Момент нагрузки, Нм |
-25.0 - 4.0 |
|
Угол максимальный, рад |
0.314 |
|
Амплитуда Отклонения РО, рад |
0.267 |
|
Максимальная частота входного сигнала, Гц/амплитуда,в |
15/6 |
|
Коэффициент трения Н*с/м |
0.1 |
|
Масса подвижных частей РО кг |
0.02 |
|
Давление газа в ИСГ бар |
25.0 - 40.0 |
|
Температура газа в ИСГ град С |
600.0 - 800.0 |
|
К |
1.2 |
|
R дж/кг*К |
360 |
Проектирование исполнительного двигателя системы газового рулевого привода
рулевой двигатель пневматический газовый
1. Общие сведения
Пневматические и газовые исполнительные устройства находят широкое применение в системах управления малогабаритными летательными аппаратами. Альтернативой традиционным системам с первичными источниками энергии исполнительных устройств - систем с газобаллонными источниками сжатых газов и систем с предварительной газификацией различных веществ, явилось создание устройств, относящихся к принципиально новому семейству - систем воздушно-динамических рулевых приводов.
Исполнительные устройства данного класса являются сложными следящими системы автоматического управления, которые в составе изделия в процессе хранения, транспортировании и эксплуатации подвергаются существенному воздействию климатических, механических других внешних воздействий. Отмеченные выше особенности условий применения и режимов эксплуатации, учет которых обязателен при разработке новых систем позволяют отнести их к классу мехатронных систем.
При выборе типа и определении параметров системы рулевого привода БУЛА обычно исходят из двух способов управления: аэродинамического и газодинамического. В системах управления, реализующих первый способ, управляющее усилие создается за счет активного воздействия на аэродинамические рули скоростного напора набегающего потока воздуха. Рулевые приводы предназначены для преобразования электрических сигналов управления в механическое перемещение аэродинамических рулей, жестко связанных с подвижными частями исполнительных двигателей приводов.
Исполнительный двигатель преодолевает действующие на рули шарнирные нагрузки, обеспечивая необходимую скорость и необходимое ускорение при отработке заданных входных сигналов с требуемой динамической точностью.
К системам управления, реализующим второй способ, относятся:
- автономные газореактивные системы автоматического управления;
- системы управления вектором тяги (СУВТ).
В настоящее время для первого способа управления широко применяются устройства, в которых в качестве источника энергии используется газ высокого давления. К данному классу устройств, например, можно отнести:
- системы рулевых приводов с газобаллонными источниками сжатого воздуха или воздушно-газовой смеси;
- системы с пороховыми аккумуляторами давления или с другими источниками рабочего тела, являющегося продуктом предварительной газификации твердых и жидких веществ.
Такие системы обладают высокими динамическими характеристиками. Отмеченное достоинство вызывает к таким системам рулевых приводов большой интерес со стороны разработчиков и делают их важными объектами теоретического и экспериментального исследования.
Создание высокотехнологичных рулевых приводов систем управления БУЛА традиционно связано с поиском новых схемных и конструктивных решений. Особым, радикальным решением проблемы создания высокотехнологичных рулевых приводов явилось использование для управления энергии, обтекающего ракету воздушного потока. Это привело к созданию нового, особого класса исполнительных устройств - воздушно-динамических рулевых приводов (ВДРП), использующих в качестве первичного источника энергии, энергию набегающего потока газа, т.е. кинетическую энергию БУЛА.
Настоящие указания посвящены вопросам устройства, применения и методам исследования и проектирования исполнительных мехатронных модулей систем управления малогабаритных БУЛА. В нем отражены сведения, которые в первую очередь могут быть полезными для студентов специальностей «Мехатроника» и «Системы автоматического управления летательными аппаратами».
2. Устройство исполнительных двигателей
Системы рулевого привода включают следующие функциональные элементы.
1. Устройства, обеспечивающие создание силового воздействия на органы управления:
- источники питания - первичные источники энергии (источники сжатых газов и источники электрической энергии - батареи и турбогенераторные источники электрической энергии);
- исполнительные двигатели, кинематически связанные с органами управления, и элементы энергетических магистралей - например, воздушные и газовые фильтры, обратные и предохранительные клапаны, регуляторы давления газа систем с газобаллонными источниками сжатого газа, регуляторы скорости горения пороховых аккумуляторов давления, устройства забора и сброса воздуха ВДРП и т.п.
2. Функциональные элементы, которые устанавливают соответствие формируемого в системе управления управляющего сигнала и необходимого силового воздействия - преобразователи и усилители электрических сигналов, электромеханические преобразователи, различного вида датчики.
Для конкретизации областей исследования задач, стоящих при разработке рулевых приводов, в их составе выделяют силовую и управляющую системы (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Схема рулевого привода летательного аппарата
Силовая система объединяет функциональные элементы рулевого привода, которые непосредственно участвуют в преобразовании энергии источника питания в механическую работу, связанную с перемещением позиционно нагруженных органов управления. Управляющую систему составляют функциональные элементы рулевого привода, которые обеспечивают изменение регулируемой величины (координаты положения органов управления...
Проектирование самолетов
Определение взлетной массы самолета в нулевом приближении. Выбор конструктивно-силовой схемы самолета и шасси. Определение изгибающего момента, действ...
2. Описание спутниковой системы связи eutelsat, работающей в режиме мдвр
Анализ погрешностей спутниковой радионавигационной системы работающей в дифференциальном режиме
Микропроцессорные системы управления устройствами силовой электроники. В 2 ч. Ч. 1.
Излагаются основные характеристики и особенности информационно-управляющих микропроцессорных систем, принципы построения микропроцессорных систем упра...
Проектирование силовой части преобразователя системы ТП-Д
Осуществление электрического расчета тиристорного выпрямительно-инверторного преобразователя, ориентированного на нестандартное напряжение и стандартн...