Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине системы автоматического управления

Выполнил студент гр. 3410 Набиуллин А.Х.

Казанский Государственный Технический Университет им. А. Н. Туполева

Казань, 2006

Задание на курсовой проект

Необходимо разработать двухкоординатную систему дистанционного управления бортовым прожектором вертолёта в соответствии с техническими требованиями.

Технические требования представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Параметры прожектора Обозначение Значение
Габариты прожектора, мм

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

150×200
Масса прожектора, кг

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

2
Размеры органа управления

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

70×35
Источник питания, В

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

36(400)
Время переходного процесса, сек

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

0.15
Динамическая ошибка, %

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

10
Диапазоны регулирования:
по азимуту, град

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

±180
по углу места, град

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

+5, -90
Максимальное время перемещения в пределах полного диапазона, сек

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

2

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

1.8

Задание:

Построить математическую модель объекта (считая прожектор однородным телом).

Выбрать тип приводного двигателя и передаточное число редуктора, тип датчиков для органа управления.

Составить структурную схему каждого канала системы с указанием передаточных функций звеньев.

Синтезировать регулятор для каждого канала.

Разработать электрическую схему системы, включая регуляторы.

Конструкторская часть – по согласованию с преподавателем.

1. Построение математической модели объекта управления.

На рис.1 представлена схема бортового прожектора.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Рис.1 Схема бортового прожектора

Построим математическую модель системы методом Лагранжа.

В целях упрощения математической модели накладываем на систему некоторые допущения:

Все тела системы абсолютно жесткие;

Люфты в редукторе отсутствуют.

Запишем уравнения Лагранжа по следующей формуле

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Здесь:

Система управления положением бортового прожектора вертолёта - сумма кинетических энергий всех тел системы,

Система управления положением бортового прожектора вертолёта - обобщенная координата,

Система управления положением бортового прожектора вертолёта - обобщенная сила инерции,

Система управления положением бортового прожектора вертолёта- обобщенная скорость.

Число степеней свободы рассматриваемой системы равно двум.

За обобщённые координаты принимаем угловые перемещения прожектора вокруг осей x и y. Таким образом, Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Запишем кинетические энергии системы.

Запишем кинетическую энергию второго двигателя

Система управления положением бортового прожектора вертолёта,

где: Система управления положением бортового прожектора вертолёта - передаточное отношение второго редуктора; Система управления положением бортового прожектора вертолёта - момент инерции второго двигателя.

Запишем кинетическую энергию вилки

Система управления положением бортового прожектора вертолёта,

где: Система управления положением бортового прожектора вертолёта - момент инерции вилки.

Запишем кинетическую энергию первого двигателя.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта,

где: Система управления положением бортового прожектора вертолёта - передаточное отношение первого двигателя; Система управления положением бортового прожектора вертолёта - момент инерции первого двигателя; Система управления положением бортового прожектора вертолёта - масса первого двигателя; Система управления положением бортового прожектора вертолёта - расстояние от центра масс первого двигателя до оси Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Запишем кинетическую энергию прожектора

Система управления положением бортового прожектора вертолёта,

где: Система управления положением бортового прожектора вертолёта - момент инерции прожектора вокруг оси Система управления положением бортового прожектора вертолёта; Система управления положением бортового прожектора вертолёта - момент инерции прожектора вокруг оси Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта,

где: Система управления положением бортового прожектора вертолёта - радиус прожектора; Система управления положением бортового прожектора вертолёта - длина прожектора.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Запишем сумму кинетических энергий всех тел системы

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Определяем работы при малых приращениях

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Ниже представлены уравнения Лагранжа для исследуемой системы

Система управления положением бортового прожектора вертолётаСистема управления положением бортового прожектора вертолёта

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Проводим линеаризацию полученных уравнений.

Определяемся с номинальным движением

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Принимем

Система управления положением бортового прожектора вертолёта,

где Система управления положением бортового прожектора вертолёта, Система управления положением бортового прожектора вертолёта - бесконечно малые приращения.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Подставляем полученные соотношения в уравнения Лагранжа.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Система управления положением бортового прожектора вертолётаСистема управления положением бортового прожектора вертолёта

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Принимаем

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Переписываем уравнения относительно отклонений, оставляя только первый порядок малости

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Получаем окончательные уравнения

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

2. Выбор типа приводного двигателя.

Требуемую мощность двигателя определяем по формуле

Система управления положением бортового прожектора вертолётаСистема управления положением бортового прожектора вертолёта,

где: Система управления положением бортового прожектора вертолёта - требуемый вращающий момент на выходном валу двигателя; Система управления положением бортового прожектора вертолёта - частота вращения объекта, приводимого в движение двигателем.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта,

где: Система управления положением бортового прожектора вертолёта - момент инерции всех тел, приводящихся в движение двигателем; Система управления положением бортового прожектора вертолёта - угловое ускорение этих тел.

Зададим синусоидальное входное воздействие

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Требуемую мощность двигателя будем вычислять по формуле

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Вычисляем требуемую мощность первого двигателя

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта - для первого двигателя равняется половине диапазона регулирования по углу места.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

По найденной требуемой мощности двигателя из справочной литературы был выбран двигатель ДПМ-25-Н1-04 со следующими характеристиками:

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Вычисляем требуемую мощность второго двигателя.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Вычисляем момент инерции вилки. Конструкция вилки упрощённо показана на рис. 2.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Рис. 2 Схема вилки

Примерно определимся с размерами вилки.

Принимаем

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта;

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Вычисляем объём составных частей вилки

Система управления положением бортового прожектора вертолёта,

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Вычисляем массы составных частей вилки

Система управления положением бортового прожектора вертолёта,

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Момент инерции вилки найдём как сумму моментов инерции верхней части вилки и боковин.

Верхняя часть вилки показана на рис. 3.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Рис.3 Верхняя часть вилки

Определяем момент инерции верхней части вилки, при этом пользуемся известной теоремой Штейнера-Гюйгенса

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Система управления положением бортового прожектора вертолёта.

Боковина вилки показана на рис.4.

Система управления положением бортового прожектора вертолёта

Рис.4 Боковина

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: