Кафедра301 Рациональное управление объектами теория и приложения
.pdf
= |
0,44 |
|
0,2s+s+1,09. |
(7.9) |
Полученные передаточные функции функциональных элементов и всей системы в целом позволяют перейти к моделированию в среде Matlab/Simulink и дальнейшему исследованию функциональных возможностей принципа управления по отклонению при дестабилизирующих воздействиях.
7.4 Исследование линеаризованного сервопривода в номинальном режиме
На рисунке 7.21 показана машинная модель в среде Matlab/Simulink исследуемой линеаризованной системы позиционирования углового положения рулевой поверхности в режиме холостого хода.
Рисунок 7.21 – Машинная модель в среде Matlab/Simulink исследуемой линеаризованной системы
На рисунках 7.22, 7.23 изображены графики переходных процессов по задающему воздействию исследуемой линеаризованной системы при расположении задающего воздействия в первом и третьем квадрантах.
Рисунок 7.22 – График переходного |
Рисунок 7.23 – График переходного |
процесса по задающему воздействию |
процесса по задающему |
в первом квадранте |
воздействию в третьем квадранте |
260 |
|
В таблице 7.2 приведены показатели качества исследуемой линеаризованной системы.
Таблица 7.2 – Показатели качества линеаризованной системы
|
|
|
|
Параметры |
tпп,с |
σ,% |
ε уст,град |
Исходная линеаризованная система |
3,18 |
0 |
0 |
(1 квадрант) |
|
|
|
Исходная линеаризованная система |
3,19 |
0 |
0 |
(3 квадрант) |
|
|
|
Из полученных результатов можно сделать вывод о том, что линеаризованная система управления решила задачу позиционирования выходного штока привода, однако она не полностью учитывает реальные процессы, протекающие в системе: наличие нелинейных участков работы функциональных элементов привода.
7.5 Исследование нелинейной модели сервопривода в номинальном режиме
Как видно из экспериментальных статических характеристик, электродвигатель и усилитель мощности имеют нелинейности в виде зоны нечувствительности; усилитель мощности, электродвигатель, датчик – в виде зон насыщения; редуктор – в виде люфта. При исследовании сервопривода для получения результатов, сопоставимых с реальными процессами, происходящими в системе, необходимо учитывать нелинейности.
На рисунке 7.24 показана машинная модель нелинейной системы в среде Matlab/Simulink.
Рисунок 7.24 – Машинная модель нелинейной системы в среде Matlab/Simulink
На рисунках 7.25 – 7.28 изображены графики переходных процессов по задающему воздействию исследуемой машинной модели для положительного и отрицательного задающих воздействий.
261
φ, град
40
35
30
25
20
15
10
5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 t, c
Рисунок 7.25 – График переходного процесса для положительного ступенчатого задающего воздействия
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
φ, град |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
φ, град |
||||||||
1 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
47 |
|
|
|
|
|
||
0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46,5 |
|
|
|
|
|
||
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46 |
|
|
|
|
|
||||
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
45,5 |
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
|
|
|
|
|
||||
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44,5 |
|
|
|
|
|
|||
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
44 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 |
|
t, |
||||||||||||
|
|
|
t, c |
||||||||||||
|
|
|
|
|
4,65 4,7 4,75 4,8 4,85 4,9 4,95 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 7.26 – Укрупненная зона нечувствительности и установившийся режим
φ, град |
1 |
2 |
3 |
4 |
t, c |
0 |
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
20
30
40
50
Рисунок 7.27 – График переходного процесса для отрицательного ступенчатого задающего воздействия
0 |
φ, град |
|
|
|
|
|
|
φ, град |
4,95 |
|
|
|
|
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
|
|
4,9 |
5 |
|
|
|||
|
|
-49,1 |
|
|
|
|
t, c |
||||||
-0,1 |
|
|
|
|
t, c |
|
|
|
|
||||
-0,2 |
|
|
|
|
|
-49,3 |
|
|
|
|
|
|
|
-0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
-0,4 |
|
|
|
|
|
-49,5 |
|
|
|
|
|
|
|
-0,5 |
|
|
|
|
|
-49,7 |
|
|
|
|
|
|
|
-0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
-0,7 |
|
|
|
|
|
-49,9 |
|
|
|
|
|
|
|
-0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рисунок 7.28 – Зона нечувствительности и установившийся режим
262
7.5.1 Оценка показателей качества исходной нелинейной системы
В таблице 7.3 приведены показатели качества исследуемой нелинейной системы.
Таблица 7.3 – Показатели качества машинной модели нелинейной системы
|
|
|
|
|
|
Величина |
№ |
Параметры |
tпп,с |
σ,% |
εуст, град |
зоны |
|
п/п |
|
нечувстви- |
||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
тельности, с |
1 |
Знеч ДВ[−2;1], |
2,17 |
0 |
0,14 |
0,027 |
|
ЗнечУМ[−0,5;0,5] |
(1 квадрант) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Знеч ДВ[−2;1], |
2,23 |
0 |
0,25 |
0,026 |
|
З УМ[−0,5;0,5] |
(3 квадрант) |
|||||
|
неч |
|
|
|
|
|
На рисунке 7.29 изображены графики ошибок для машинной модели нелинейной системы управления в среде Matlab/Simulink и реальной системы.
|
φ, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
|
φ, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,6 |
|
|
|
|
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0,5 |
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0,4 |
|
|
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0,3 |
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0,2 |
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0,1 |
|
|
|
|
|
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
t, |
c |
|
|
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
t, c |
|
||||
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рисунок 7.29 – Графики ошибок: а – для первого квадранта; б – для третьего квадранта
Общая ошибка на всем интервале работы сервопривода составила 0,5 град, максимальное значение ошибки – 0,7 град в момент времени 2 с (первый квадрант) и в момент времени 1 и 2,5 с (третий квадрант). Относительная ошибка для полученной модели сервопривода составила 1,1 %. Таким образом, машинная модель нелинейной системы с достаточной точностью отображает процессы, протекающие в реальном сервоприводе, и в дальнейшем может быть использована для исследования сервопривода.
263
7.6 Исследование влияния изменения характеристик нелинейностей на качество переходных процессов системы
Проведено исследование влияния изменений характеристик нелинейностей функциональных элементов на показатели качества переходных процессов системы: зоны нечувствительности электродвигателя и усилителя мощности, люфта редуктора. Для исследования использовали разработанную ранее схему в среде Matlab/Simulink (см. рисунок 7.25).
На рисунках 7.30−7.33 изображены графики переходных процессов нелинейной системы с различными значениями зоны нечувствительности электродвигателя при положительном ступенчатом задающем воздействии.
Аналогичные исследования выполнены при отрицательном ступенчатом воздействии.
φ, град
40
35
30
25
20
15
10
5
0 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
|
|
t, c |
|||||||||||
|
Рисунок 7.30 – График переходного процесса:
Знеч ДВ[−4;2]; ЗнечУМ[−0,5;0,5]
|
|
|
|
φ, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
φ, град |
|||||
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
39 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
0,08 |
|
|
|
|
|
38 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
37 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
0,06 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
36 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
35 |
|
|
|
|
|
|||||
0,04 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
34 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
0,02 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
33 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
0 |
|
|
32 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0,005 0,015 0,025 |
0,035 |
t, |
c |
4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
t, c |
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 7.31 – Укрупнённые зоны нечувствительности и насыщения
264
|
|
|
|
|
45 |
|
φ, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
1 |
1,5 |
2 |
|
2,5 |
3 |
|
3,5 |
4 |
|
4,5 |
t, c |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Рисунок 7.32 – График переходного процесса: |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Знеч |
ДВ[−1;0,5]; ЗнечУМ[−0,5;0,5] |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
φ, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
φ, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
0,01 0,02 |
|
0,03 |
|
0,04 |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,5 |
4,6 |
4,7 4,8 4,9 |
|
t, c |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t, c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 7.33 – Укрупненные зоны нечувствительности и насыщения
В таблице 7.4 приведены полученные показатели качества исследуемой нелинейной системы при вариации зоны нечувствительности.
Таблица 7.4 – Показатели качества нелинейной системы
|
|
|
|
|
|
Величина |
|
|
Параметры |
tпп,с |
σ,% |
ε уст,град |
зоны |
||
|
нечувствитель- |
||||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
ности, с |
|
1 |
Знеч ДВ[−4;2], |
2,21 |
0 |
8,6 |
0,031 |
||
ЗнечУМ[−0,5;0,5] |
19 % |
||||||
|
|
|
|
||||
2 |
Знеч ДВ[−1;0,5], |
2,13 |
0 |
3,1 |
0,026 |
||
ЗнечУМ[−0,5;0,5] |
6 % |
||||||
|
|
|
|
||||
3 |
Знеч ДВ[−4;2], |
2,34 |
0 |
3,9 |
0,04 |
||
ЗнечУМ[−0,5;0,5] |
(3 квадрант) |
7,8 % |
|||||
4 |
Знеч ДВ[−1;0,5], |
2,19 |
0 |
0,1 |
0,035 |
||
ЗнечУМ[−0,5;0,5] |
(3 квадрант) |
0,02 % |
|||||
|
|
|
265 |
|
|
|
|
Подобные вычислительные эксперименты проведены и для других нелинейностей при изменении значений их параметров.
В таблице 7.5 приведены показатели качества исследуемого сервопривода для различных параметров видов нелинейностей рассматриваемой системы.
Таблица 7.5 – Показатели качества нелинейной системы
|
|
|
|
|
|
εуст, |
Величина |
|
Параметры |
tпп,с |
σ,% |
зоны |
|||
|
град |
нечувствитель- |
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
ности, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходная линеаризованная система |
|
||||
1 |
1 квадрант |
3,18 |
|
0 |
0 |
− |
|
2 |
З квадрант |
2,13 |
|
0 |
0 |
− |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Исходная нелинейная система Знеч ДВ[−2;1],ЗнечУМ[−0,5;0,5] |
||||||
3 |
1 квадрант |
2,17 |
|
0 |
0,14 |
0,027 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
3 квадрант |
2,23 |
|
0 |
0,25 |
0,026 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Изменения зоны нечувствительности |
двигателя при ЗнечУМ [−0,5;0,5] |
|||||
5 |
Знеч ДВ[−4;2], |
2,21 |
|
0 |
8,6 |
0,031 |
|
(1квадрант) |
|
19 % |
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Знеч ДВ[−1;0,5], |
2,13 |
|
0 |
3,1 |
0,026 |
|
(1 квадрант) |
|
6 % |
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Знеч ДВ[−4;2], |
2,34 |
|
0 |
3,9 |
0,04 |
|
ЗнечУМ[−0,5;0,5] |
(3 квадрант) |
|
7,8 % |
||||
8 |
Знеч ДВ[−1;0,5], |
2,19 |
|
0 |
0,1 |
0,035 |
|
ЗнечУМ[−0,5;0,5] |
(3 квадрант) |
|
0,02 % |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Изменения зоны нечувствительности усилителя мощности при Знеч ДВ[−2;1]
9 |
Знеч ДВ[−0,25;0,25], |
2,21 |
0 |
0,9 |
0,027 |
|
(1 квадрант) |
1,9 % |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Знеч ДВ[−1;1], |
2,105 |
0 |
12,8 |
0,028 |
|
(1 квадрант) |
28 % |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Знеч ДВ[−2;1], |
2,24 |
0 |
0,25 |
0,035 |
|
ЗнечУМ[−0,25;0,25](3 квадрант) |
0,5 % |
|||||
|
|
266 |
|
|
|
Продолжение таблицы 7.5
|
|
|
|
|
εуст, |
Величина |
|
|
Параметры |
|
tпп,с |
σ,% |
зоны |
||
|
|
град |
нечувствитель- |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
ности, с |
|
12 |
Знеч ДВ[−2;1], |
|
2,25 |
0 |
5,1 |
0,037 |
|
ЗнечУМ[−1;1](3 квадрант) |
1,2 % |
||||||
|
Изменения величины люфта редуктора |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Величина люфта |
= 0,2 |
2,21 |
0 |
0,54 |
0,03 |
|
(1 квадрант) |
|
1,2 % |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
Величина люфта |
= 0,5 |
2,25 |
0 |
0,54 |
0,035 |
|
(1 квадрант) |
|
1,2 % |
|||||
15 |
Величина люфта |
= 0,2 |
2,5 |
0 |
0,5 |
0,03 |
|
(3 квадрант) |
|
0,1 % |
|||||
16 |
Величина люфта |
= 0,5 |
− |
0 |
0,5 |
0,037 |
|
(3 квадрант) |
|
0,1 % |
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
Изменения коэффициента усиления двигателя (уменьшение в два раза) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
к′дв = 1,99(1 квадрант) |
5,37 |
0 |
4,9 |
0,075 |
||
10,7 % |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
18 |
к′дв = 2,185(3 квадрант) |
4,97 |
0 |
3,9 |
0,57 |
||
7,8 % |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
|
Изменения коэффициента |
передачи |
усилителя мощности |
||||
|
|
(уменьшение в два раза) |
|
|
|||
19 |
к′ум = 0,615(1 квадрант) |
5 |
0 |
12,83 |
0,037 |
||
|
|
|
|
|
7,8 % |
|
|
20 |
к′ум = 2,185(3 квадрант) |
4,97 |
0 |
3,9 |
0,57 |
||
7,8 % |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
|
Изменения коэффициента передачи датчика (уменьшение в два раза) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
к′д = 0,001(1 квадрант) |
5,35 |
0 |
44,9 |
0,034 |
||
98,4 % |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
22 |
к′д = 0,001(3 квадрант) |
5,45 |
0 |
50,5 |
0,03 |
||
99 % |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
|
Изменения коэффициента передачи по входу (уменьшение в два раза) |
||||||
23 |
к′вх = 0,001(1 квадрант) |
1,96 |
0 |
29,7 |
0,36 |
||
65,1 % |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
24 |
к′вх = 0,001(3 квадрант) |
1,85 |
0 |
31,45 |
0,03 |
||
|
|
|
|
|
62,8 % |
|
|
267
переходного процесса и наличию в системе значительной установившейся ошибки.
Уменьшение коэффициента передачи по входному сигналу сервопривода приводит к значительному уменьшению времени переходного процесса и появлению установившейся ошибки 65 %.
В результате проведенных исследований установлено, что появление в системе управления изменений характеристик нелинейностей функциональных элементов приводит к существенному ухудшению показателей качества системы. Следовательно, используемый принцип управления по отклонению не решает задачу позиционирования при внутренних дестабилизирующих воздействиях.
Улучшить качество позиционирования сервопривода можно с помощью использования принципа управления по диагнозу, позволяющему уменьшить параметрическую неопределённость дестабилизирующих воздействий, и принципа гибкого управления избыточностями, позволяющими эффективно парировать изменения параметров, т. е. с помощью рационального управления работоспособностью сервопривода [3, 5].
7.7Разработка алгоритма обнаружения нештатной ситуации
всервоприводе 15Л464
На основе проведенных экспериментальных исследований статических и переходных характеристик, линеаризации статических характеристик и полученного математического описания функциональных элементов системы была сформирована схема моделирования сервопривода 15Л464 в среде Matlab/Simulink (рисунок 7.34). Важная особенность этой схемы моделирования заключается в том, что в ней учтены нелинейные свойства функциональных элементов системы.
Рисунок 7.34 – Схема моделирования сервопривода 15Л464
всреде Matlab/Simulink:
В– вход; У – усилитель; П – двигатель; Н – нагрузка; Р – редуктор; Д – датчик;
О– обратная связь
269