- •Контрольное задание №1 Методические указания по выполнению 2-го контрольного задания по дисциплине «Пилотажно-навигационное оборудование»
- •Контрольное задание №2
- •Методические указания по контрольным заданиям
- •Пример.
- •Министерство образования и науки украины
- •Контрольная задание №2
- •Выполнила: студентка 411 уч. Гр. Фел “___”___________2006г. Назаренко а. О.
- •Контрольная задание №2
- •1. Структурная схема контура автоматического управления:
- •2. Синтез контура управления:
- •3. Анализ контура управления:
- •2. Система также является астатической, если в прямой цепи между точкой приложения возмущения (или в цепи возмущения) и выходом системы есть дифференцирующее звено.
Контрольное задание №1 Методические указания по выполнению 2-го контрольного задания по дисциплине «Пилотажно-навигационное оборудование»
Контрольное задание №2
Составить структурную схему замкнутого контура автоматического управления в зависимости от варианта задачи.
Провести синтез передаточных чисел закона управление.
Проанализировать статические или динамические характеристики синтезированного контура управления.
Методические указания по контрольным заданиям
Номер варианта контрольного задания выбирается студентом по двум последними цифрами номера зачетной книжки
Пример оформления пояснительной записки для контрольных заданий приведен в приложениии.
При выполнении контрольных работ следует пользоваться учебником Синеглазов В.М. Филяшкин Н.К. “Автоматизированные системы управления воздушных судов”. К.: НАУ, 2003 г.
Методику анализа устойчивости с использованием алгебраических и других критериев оценки устойчивости можно найти в любом учебнике по теории автоматического регулирования.
При анализе статических и динамических характеристики синтезированного контура управления обязательно привести правила, по которым проводится анализ (даны в приложениях).
Синтез заданных контуров управления можно осуществлять, используя методики приведенные в пособии Унгурян С.Г., Лупандин М.В. “Расчет систем автоматического управления полетом самолетов”. КИИГА, 1973., а также в другой литературе по теории автоматического регулирования.
Тут рекомендуется осуществлять последовательный синтез контуров управления, начиная из внутреннего контура, контура демпфирования. Методика расчета передаточного числа демпфера тангажа приведена в учебнике Синеглазов В.М. Филяшкин Н.К. “Автоматизированные системы управления воздушных судов”. К.: НАУ, 2003 г. Но необходимо учесть, что нужен декремент затухания для режимов автоматического управления следует выбирать д = 1, в отличие от режима демпфирования, где д = 0,7.
После синтеза контура демпфирования синтезируют контур управления угловыми движениями − контур управления углом тангажа. Расчетные формулы синтеза можно получить, используя метод стандартных коэффициентов или метод логарифмических амплитудно-частотных характеристик (ЛАЧХ) разомкнутого контура управления.
Пример.
Передаточная функция разомкнутого контура управления для статического АПЖОС имеет вид [1]:
,
где ;
Л АЧХ, соответствующая этой передаточной функции, показана на рис. 6. Частота среза ср должна находиться на участке 20 дБ/дек, при этом необходимо чтобы было выполненное следующее условие ср 0,25 Однако учитывая, то что после частоты крутизна ЛАЧХ не увеличивается, а становится нулевой, можно с целью уменьшения времени переходных процессов в контуре управления выбирать ср = С другой стороны частота среза определяется как коэффициент усиления передаточной функции разомкнутого контура управления .
Приравнивая правые части этих соотношений, получим расчетную формулу определения передаточного числа K
Передаточная функция разомкнутого контура управления для астатического АПЖОС имеет вид [1]:
где .
Л АЧХ, соответствующая этой передаточной функции, показана на рис. 7. Частота среза ср должна находиться на участке 20 дБ/дек, при этом необходимо чтобы было выполненное условие 1,25 ср 0,25 Однако снова же учитывая, то что после частоты крутизна ЛАЧХ становится нулевой, можно с целью уменьшения времени переходных процессов в контуре управления выбирать 1,25 ср =
Частоту ср можно также получить из следующих условий. Учитывая, что наклон низкочастотного участка ЛАЧХ –40дб/дек, частота − частота пересечения продолжения низкочастотного участка ЛАЧХ с осью частот определяется через коэффициент усиления передаточной функции разомкнутого контура управления в виде
С другой стороны из рис 7 вытекает, что частота − частота пересечения продолжения низкочастотного участка ЛАЧХ с наклоном –40дб/дек с осью частот, делит участок оси частот пополам. Учитывая логарифмический масштаб оси частот, можно записать
Потенцируя, получим
Приравнивая выражения для , получим
или
Учитывая два выражения для ср:
ср= и ,
получим расчетную формулу для передаточного числа
.
Как видно формулы для расчета в статическом и астатическом АПЖОС полностью идентичны.
Расчетную формулу для передаточного числа получим из условий 1,25 ср = или
отсюда
Аналогичный подход для получения расчетных формул для передаточных чисел внешнего контура управления − контуру управления высотой полета, которые синтезируют на основе предварительно синтезированного контура управления углом тангажа. Только здесь необходимо учитывать, что при отсутствии в законе управления производной по высоте полета, ЛАЧХ разомкнутого контура не имеет участка с нулевым наклоном асимптоты. Поэтому условия выбора частоты среза − классические: частоты среза должна находиться на участке 20 дБ/дек, и 1,25сн ср 0,25св . Здесь сн, св частоты сопряжения участка 20 дБ/дек с участками большей крутизны в области низких и высоких частот соответственно.
Варианты контрольных заданий
№ варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип контура автомат-ого управления* |
Вид анализа |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1, 31 |
0,011 |
0,071 |
0,056 |
- 0,141 |
- 0,59 |
- 0,016 |
2,281 |
0,529 |
Демпфер тангажа |
Динамические харак-ки |
2, 32 |
0,020 |
0,021 |
0,047 |
- 0,163 |
- 2,00 |
1,021 |
26,38 |
1,800 |
Статический АПЖОС |
Динамические х-ки (К) |
3, 33 |
0,008 |
0,021 |
0,059 |
- 0,042 |
- 0,35 |
0,207 |
4,751 |
0,316 |
Астатический АПЖОС |
Статические харак-ки |
4, 34 |
0,011 |
0,071 |
0,056 |
- 0,141 |
- 0,59 |
- 0,016 |
2,281 |
0,529 |
АПЖОС (Н) |
Статические харак-ки |
5, 35 |
0,020 |
0,021 |
0,047 |
- 0,163 |
- 2,00 |
1,021 |
26,38 |
1,800 |
АПЖОС (Н, ) |
Статические харак-ки |
6, 36 |
0,008 |
0,021 |
0,059 |
- 0,042 |
- 0,35 |
0,207 |
4,751 |
0,316 |
Демпфер тангажа |
Динамические харак-ки |
7, 37 |
0,011 |
0,071 |
0,056 |
- 0,141 |
- 0,59 |
- 0,016 |
2,281 |
0,529 |
Статический АПЖОС |
Статические харак-ки |
8, 38 |
0,020 |
0,021 |
0,047 |
- 0,163 |
- 2,00 |
1,021 |
26,38 |
1,800 |
Астатический АПЖОС |
Динамические х-ки (К) |
9, 39 |
0,008 |
0,021 |
0,059 |
- 0,042 |
- 0,35 |
0,207 |
4,751 |
0,316 |
АПЖОС (Н) |
Статические харак-ки |
10, 40 |
0,011 |
0,071 |
0,056 |
- 0,141 |
- 0,59 |
- 0,016 |
2,281 |
0,529 |
АПЖОС (Н, ) |
Статические харак-ки |
11, 41 |
0,020 |
0,021 |
0,047 |
- 0,163 |
- 2,00 |
1,021 |
26,38 |
1,800 |
Демпфер тангажа |
Динамические харак-ки |
12, 42 |
0,008 |
0,021 |
0,059 |
- 0,042 |
- 0,35 |
0,207 |
4,751 |
0,316 |
Статический АПЖОС |
Динамические х-ки (Кz) |
13, 43 |
0,011 |
0,071 |
0,056 |
- 0,141 |
- 0,59 |
- 0,016 |
2,281 |
0,529 |
Астатический АПЖОС |
Статические харак-ки |
14, 44 |
0,020 |
0,021 |
0,047 |
- 0,163 |
- 2,00 |
1,021 |
26,38 |
1,800 |
АПЖОС (Н) |
Статические харак-ки |
15, 45 |
0,008 |
0,021 |
0,059 |
- 0,042 |
- 0,35 |
0,207 |
4,751 |
0,316 |
АПЖОС (Н, ) |
Статические харак-ки |
16, 46 |
0,011 |
0,071 |
0,056 |
- 0,141 |
- 0,59 |
- 0,016 |
2,281 |
0,529 |
Демпфер тангажа |
Динамические харак-ки |
17, 47 |
0,020 |
0,021 |
0,047 |
- 0,163 |
- 2,00 |
1,021 |
26,38 |
1,800 |
Статический АПЖОС |
Динамические х-ки (К) |
18, 48 |
0,008 |
0,021 |
0,059 |
- 0,042 |
- 0,35 |
0,207 |
4,751 |
0,316 |
Астатический АПЖОС |
Статические харак-ки |
19, 49 |
0,011 |
0,071 |
0,056 |
- 0,141 |
- 0,59 |
- 0,016 |
2,281 |
0,529 |
АПЖОС (Н) |
Статические харак-ки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
20, 50 |
0,020 |
0,021 |
0,047 |
- 0,163 |
- 2,00 |
1,021 |
26,38 |
1,800 |
АПЖОС (Н, ) |
Статические харак-ки |
21, 51 |
0,008 |
0,021 |
0,059 |
- 0,042 |
- 0,35 |
0,207 |
4,751 |
0,316 |
Демпфер тангажа |
Динамические харак-ки |
22, 52 |
0,011 |
0,071 |
0,056 |
- 0,141 |
- 0,59 |
- 0,016 |
2,281 |
0,529 |
Статический АПЖОС |
Динамические х-ки (Кz) |
23, 53 |
0,020 |
0,021 |
0,047 |
- 0,163 |
- 2,00 |
1,021 |
26,38 |
1,800 |
Астатический АПЖОС |
Динамические х-ки |
24, 54 |
0,008 |
0,021 |
0,059 |
- 0,042 |
- 0,35 |
0,207 |
4,751 |
0,316 |
АПЖОС (Н) |
Статические харак-ки |
25, 55 |
0,011 |
0,071 |
0,056 |
- 0,141 |
- 0,59 |
- 0,016 |
2,281 |
0,529 |
АПЖОС (Н, ) |
Статические харак-ки |
26, 56 |
0,020 |
0,021 |
0,047 |
- 0,163 |
- 2,00 |
1,021 |
26,38 |
1,800 |
Демпфер тангажа |
Динамические харак-ки |
27, 57 |
0,008 |
0,021 |
0,059 |
- 0,042 |
- 0,35 |
0,207 |
4,751 |
0,316 |
Статический АПЖОС |
Динамические харак-ки |
28, 58 |
0,011 |
0,071 |
0,056 |
- 0,141 |
- 0,59 |
- 0,016 |
2,281 |
0,529 |
Астатический АПЖОС |
Динамические х-ки |
29, 59 |
0,020 |
0,021 |
0,047 |
- 0,163 |
- 2,00 |
1,021 |
26,38 |
1,800 |
АПЖОС (Н) |
Статические харак-ки |
30, 60 |
0,008 |
0,021 |
0,059 |
- 0,042 |
- 0,35 |
0,207 |
4,751 |
0,316 |
АПЖОС (Н, ) |
Статические харак-ки |
при обозначении контура управление используется абривиатура принятая в учебнике Синеглазов В.М. Филяшкин Н.К. “Автоматизированные системы управления воздушных судов”. К.: НАУ, 2003 р
при выполнении второго контрольного задания (при синтезе контуров управления) во всех вариантах задавать: , = 1.
Приложение 2