×
10.02.2013
216.012.246f

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСОВ УСТОЙЧИВОСТИ РУЛЕВОГО ПРИВОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к экспериментальным исследованиям приводов систем автоматического управления и предназначено для определения запасов устойчивости рулевого привода. Предлагается способ, в котором вначале снимают логарифмическую частотную характеристику участка контура электромеханической и силовой части привода путем подачи на его вход гармонического сигнала, например от анализатора частотных характеристик, а затем задают на вход привода нулевой сигнал, нагружают выходное звено привода гармонической силой, например нагружателем, на вход которого подают гармонический сигнал от второго анализатора частотных характеристик и снимают логарифмическую частотную характеристику электрической части системы управления. По сумме логарифмических частотных характеристик получают логарифмическую частотную характеристику разомкнутого контура привода и по ней определяют запасы устойчивости привода по амплитуде и по фазе. Также предлагается устройство для определения запасов устойчивости рулевого привода, состоящее из двух анализаторов частотных характеристик, нагружателя и привода. Техническим результатом изобретения является экспериментальное определение запасов устойчивости рулевых приводов с многоконтурной системой управления. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области испытаний систем автоматического управления, в частности к области экспериментальных исследований рулевых приводов и предназначено для определения запасов устойчивости рулевого привода с комбинированной многоконтурной системой управления и может быть использовано в авиационной и ракетной технике. Известен способ определения запаса устойчивости рулевого привода, при котором гармоническим сигналом возбуждают привод с полностью разомкнутым контуром и, варьируя частоту возбуждающего сигнала, находят критическую частоту ωкр, при которой запаздывание установившейся реакции разомкнутого привода относительно возбуждающего сигнала составляет 180 градусов. На этой частоте ωкр измеряют амплитуду отношения установившейся реакции привода к возбуждающему сигналу и находят запасы устойчивости (см. А.А.Лебедев и В.А.Карабанов. Динамика систем управления беспилотными летательными аппаратами. - М.: Машиностроение, 1965, стр.57, 58). Устройство, реализующее данный способ, содержит механический генератор, исследуемую систему, осциллоскоп (см. Ж.Жиль, М.Пелегрен, П.Декольн. Теория и техника следящих систем. - М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1961 г., стр.210, фиг.7.26).

Недостатком способа и устройства для его реализации является уход штока рулевого привода в крайнее положение при размыкании системы управления и длительном процессе снятия частотных характеристик. Наиболее близким к предлагаемому способу, выбранному в качестве прототипа, является способ определения запасов устойчивости замкнутых систем управления по частотным характеристикам передаточной функции разомкнутой системы.

Для исследования следящей системы (например, рулевого привода) обычно пользуются ее структурной схемой, которая представляет замкнутый контур, содержащий прямую ветвь (цепь), входом которой является ошибка или разность между входом и общим выходом следящей системы, обратную связь, которая служит для сравнения управляющего воздействия и величины реакции (см. Ж.Жиль, М.Пелегрен, П.Декольн. - М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1961 г., стр.313, 314, 363).

Устройство, реализующее данный способ, содержит привод с системой управления и анализатор частотных характеристик, состоящий из генератора, коррелятора и дисплея (см. Frequency Response Analyzers 1172, Operating Manual, partNOA1720165, Date of issue: July 1975, p 1.2).

Недостатком способа и устройства для его реализации является ограниченная область применения, так как способ и устройство применимы к одноконтурным системам управления приводами с единичной обратной связью. Способ и устройство для его реализации не позволяют определять запасы устойчивости по амплитуде и фазе рулевых приводов с комбинированной многоконтурной системой управления, в которой имеются параллельные связи и одновременное разветвление входного сигнала по разным контурам (см. Л.В.Рабинович и др. Динамика следящих приводов. - М.: Машиностроение, 1982 г., стр.231-235).

Техническим результатом является экспериментальное определение запасов устойчивости рулевых приводов с многоконтурной системой управления.

Технический результат достигается тем, что в способе определения запасов устойчивости рулевого привода с многоконтурной системой управления, основанном на подаче на его вход возбуждающего гармонического сигнала, сначала снимают частотную логарифмическую характеристику участка контура с электромеханической и силовой частью привода, затем задают на вход привода нулевой сигнал, нагружают выходное звено привода гармонической силой и снимают частотную логарифмическую характеристику остального электрического участка контура. По сумме логарифмических частотных характеристик участка контура с электромеханической и силовой частью привода и логарифмических частотных характеристик электрического участка контура получают логарифмические частотные характеристики разомкнутого контура привода и определяют запас устойчивости рулевого привода по амплитуде nа=1/Акр, где Акр - амплитудное значение на критической частоте, фазовое запаздывание на которой составляет 180 градусов, а также определяют запас устойчивости привода по фазе Δφ=180-φcp, где φcp - фазовое запаздывание на частоте среза, амплитуда на которой равна единице.

Поставленная задача достигается также тем, что в устройстве для определения запасов устойчивости рулевого привода, содержащем анализатор частотных характеристик, установлены нагружатель и второй анализатор частотных характеристик, который подключен к входу нагружателя, первый анализатор частотных характеристик подключен к входу испытуемого рулевого привода, а нагружатель - к выходному звену испытуемого рулевого привода.

На фиг.1 показана схема устройства для определения запасов устойчивости рулевого привода с многоконтурной системой управления по предлагаемому способу.

На фиг.2 приведены логарифмические амплитудные и фазовые частотные характеристики (ЛФЧХ) участка контура с электромеханической и силовой частью привода и ЛФЧХ электрического участка. АЧХ 1 - амплитудная характеристика, ФЧХ 1 - фазовая характеристика электромеханической и силовой части привода. АЧХ 2 и ФЧХ 2 аналогичные характеристики электрического участка контура.

На фиг.3 приведена логарифмическая амплитудно-фазовая частотная характеристика (ЛАФЧХ) разомкнутого контура привода, полученная путем сложения амплитуд АЧХ 1 и АЧХ 2, а также фаз ФЧХ 1 и ФЧХ 2, взятых из фиг.2.

Устройство для определения запасов устойчивости рулевого привода состоит из анализатора частотных характеристик 1, нагружателя 2, второго анализатора частотных характеристик 3 и рулевого привода 4.

Первый анализатор частотных характеристик 1 соединен с входом привода 4, второй (дополнительный) анализатор частотных характеристик 3 подключен к входу нагружателя 2, а выход нагружателя 2 соединен с выходным звеном привода 4.

В качестве анализаторов частотных характеристик 1 и 3 может быть использован анализатор частотных характеристик фирмы “Solartron” (см. Frequency Response Analyser 1172, Operating Manual, part NOA1720165, Date оf issue: July 1975), в качестве нагружателя может быть использован, например, электрогидравлический следящий привод по авторскому свидетельству №1512244, кл. G05B 23/00.

С анализатора частотных характеристик 1 на вход испытуемого рулевого привода 4 подают гармонический возбуждающий сигнал и сначала по сигналу на входе электромеханической части привода снимают частотную характеристику участка контура с электромеханической и силовой частью привода, затем с анализатора частотных характеристик 1 задают на вход привода 4 нулевой сигнал, с анализатора частотных характеристик 3 на вход нагружателя 2 подают гармонический сигнал и по этому сигналу нагружатель 2 воздействует на выходное звено привода 4 гармонической силой, по сигналу просадки привода, взятому с датчика положения штока привода, снимают частотную характеристику остального электрического участка контура с комбинированной многоконтурной системой управления. По сумме снятых логарифмических характеристик получают частотную характеристику разомкнутого контура привода и определяют запас устойчивости рулевого привода по амплитуде nа=1/Акр, где Акр - амплитудное значение на критической частоте, фазовое запаздывание на которой составляет 180 градусов, а также определяют запас устойчивости привода по фазе Δφ=180-φcp, где φcp - фазовое запаздывание на частоте среза, амплитуда на которой равна единице.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает возможность определения запасов устойчивости рулевых приводов с комбинированной многоконтурной системой управления. Это достигается благодаря тому, что кроме частотной характеристики, снятой по входному возбуждающему сигналу участка контура с электромеханической и силовой частью рулевого привода, также при подаче на вход привода нулевого сигнала снимают частотную характеристику остального электрического участка контура с комбинированной многоконтурной системой управления по сигналу просадки, полученной за счет нагружения выходного звена привода гармонической силой с помощью нагружателя. Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения была подтверждена при экспериментальных исследованиях рулевого привода с комбинированной многоконтурной системой управления перспективного самолета. На фиг.2 приведены логарифмические частотные характеристики L=F(f) в dB и φ=F(f) в градусах, снятые по сигналу на входе электромеханической части привода, составляющему 50% от максимального сигнала и логарифмические частотные характеристики, снятые по сигналу просадки, полученной за счет нагружения выходного звена привода с помощью силовозбудителя гармонической силой 5 тс, составляющей 25% от максимальной силы привода.

На фиг.3 нанесены значения Акр и φср, и по ним вычислены запас устойчивости по амплитуде nа=5,0 и запас устойчивости по фазе Δφ=60 градусов.


СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСОВ УСТОЙЧИВОСТИ РУЛЕВОГО ПРИВОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСОВ УСТОЙЧИВОСТИ РУЛЕВОГО ПРИВОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСОВ УСТОЙЧИВОСТИ РУЛЕВОГО ПРИВОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 184.
10.01.2013
№216.012.17dc

Способ газолазерной резки крупногабаритных деталей из композиционных материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу и устройству газолазерной резки композиционных материалов. Способ включает подачу лазерного луча на обрабатываемую поверхность и соосно с лучом - технологического газа, коллимирование лазерного луча, заглубление его в обрабатываемое изделие и перемещение по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471600
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18c2

Полимерная композиция

Изобретение относится к негорючим полимерным композициям холодного отверждения и может применяться для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов, заделки торцов и упрочнения участков сотовых конструкций,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471830
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18cd

Грунтовочная композиция

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к грунтовочным композициям с пониженным содержанием летучих веществ холодного отверждения, предназначенным для окраски металлических и неметаллических поверхностей, и может быть использовано в авиационной технике, в строительстве и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471841
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2454

Способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы для получения безындукционного обтекания моделей летательных аппаратов и устройство для его осуществления

Заявленная группа изобретений относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использована при проведении испытаний в трансзвуковых аэродинамических трубах. Предложен новый способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы, содержащий новую технологию получения на границах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474802
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.27d0

Способ измерения температуры термопарами, измерительная информационная система для его осуществления и температурный переходник

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при тепловых испытаниях конструкций для определения их поверхностных температурных полей. Заявлен способ измерения температуры термопарами, в котором располагают в районе свободных концов термопар терморезистор. Измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475712
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2aa5

Способ получения конъюгата нона-β-(1→3)-глюкозида с бычьим сывороточным альбумином скваратным методом

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ синтеза конъюгата нона-β-(1→3)-глюкозида с бычьим сывороточным альбумином (БСА) скваратным методом. Первоначально осуществляют взаимодействие нона-β-(1→3)-глюкозида с диэтилскваратом. Затем проводят реакцию полученного лиганда -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476444
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b51

Износостойкий сплав на основе никеля для нанесения износо- и коррозионно-стойких покрытий на конструкционные элементы микроплазменным или сверхзвуковым газодинамическим напылением

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля, используемым в качестве материала для получения износо- и коррозионно-стойких покрытий на функционально- конструкционных элементах методом микроплазменного или сверхзвукового холодного газодинамического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476616
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c2c

Способ измерения температуры поверхности конструкции резистивным чувствительным элементом, устройство для его осуществления и способ изготовления устройства

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в тепло-прочностных испытаниях авиационно-космических конструкций при определении их поверхностных температурных полей. Согласно заявленному способу для измерения температуры поверхности конструкции чувствительный элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476835
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c2d

Способ определения температурной характеристики резисторного чувствительного элемента, устройство для его осуществления и способ изготовления устройства

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытании и калибровке термометров сопротивления и тензорезисторов. Согласно заявленному способу определения температурной характеристики резисторного чувствительного элемента регистрируют температуру воздействия и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476836
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c32

Устройство для измерения звукового давления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения звукового давления. Устройство содержит датчик с емкостным чувствительным элементом с обкладками конденсатора и экранами, усилитель заряда, состоящий из операционного усилителя, резистора и конденсатора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476841
Дата охранного документа: 27.02.2013
+ добавить свой РИД