Алгоритмы управления и активная виброзащитная система прецизионного оптико-механического комплекса

• Автор: Мятов, Геннадий Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.1. Проблема повышения точностной надежности и эффективности работы испытательного прецизионного ОМК
1.2. Пассивные виброзащитные системы
1.3. Активные виброзащитные системы
1.4. Основные выводы по разделу и постановка задачи
2.МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВИБРОЗАЩИЩАЕМОГО ОБЪЕКТА
2.1. Обобщенная и упрощенная математическая модель ОУ
2.2. Экспериментальное исследование характеристик ОУ
3.АЛГОРТИМ УПРАВЛЕНИЯ АВЗС ПРИ ДЕЙСТВИИ ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО ВОЗМУЩАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
3.1.Анализ возможных принципов построения системы
3.2.Обоснование технически оптимальной настройки и синтез АВЗС
3.3.Оценка эффективности АВЗС при гармонических возмущениях
3.4.Алгоритм расчета адаптивного цифрового регулятора
4.АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ АВЗС ПРИ ДЕЙСТВИИ СЛУЧАЙНЫХ
ВОЗМУЩАЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
4.1 .Математическая модель возмущающего воздействия. Критерий
оптимизации
4.2.Синтез оптимальной АВЗС при стационарных возмущениях
4.3.Оценка эффективности работы оптимальной АВЗС и её упрощение
4.4.Анализ возможного упрощения структуры АВЗС за счет

использования других каналов связи
4.5.Сопоставительный анализ синтезированных АВЗС
4.6.0сновные результаты и выводы по разделу 3 и 4
5. РЕАЛИЗАЦИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ И КВАЗ И ОПТИМАЛЬНЫХ
АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ АВЗС
5.1.Описание электрических схем АВЗС
5.1.1.Преобразователь сигнала датчика и регулятор
5.1.2.Усилитель мощности
5.1.3.3ащита и индикация
5.2.Экспериментальные исследования опытного образца АВЗС
Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И
ТЕРМИНОВ
АЧХ - амплитудная частотная характеристика;
АВЗС - активная виброзащитная система;
ЛАЧХ - логарифмическая амплитудная частотная характеристика; ММ - математическая модель;
ОМК - оптико - механический комплекс;
ОУ - объект управления;
ОПУ - операционный усилитель;
ПФ - передаточная функция;
САУ - система автоматического управления;
ТАУ -теория автоматического управления;
Ат - амплитудная частотная характеристика;
Оф - дисперсия случайного процесса <рЩ;
К - коэффициент передачи;
Цсо) - логарифмическая амплитудная частотная характеристика;
X - множитель Лагранжа;
то - неотрицательный множитель Лагранжа;
р - оператор Лапласа;
вДш) - спектральная плотность мощности случайного процесса <р(Щ Т - постоянная времени;
Щр) - передаточная функция;
X, У, 2. - оси прямоугольной системы координат; о - круговая частота;
3-?"
вариантами получить меньшие значения коэффициента динамичности в более широком диапазоне частот. Система с безынерционном звеном при больших коэффициентах усиления дает возможность получить характеристику близкую к характеристикам системы с дифференцирующем звеном. На рис. 18 приведены АЧХ активной электрогидравлической системы с безынерционным звеном при различных значениях коэффициента усиления: 1 - 3 АЧХ системы в порядке увеличения Кдоп! 4 -пассивная система. При этом техническая реализация система с безынерционном звеном более простая, чем с другими звеньями.
В / 3, 13 / рассматривается АВЗС с электродинамическим исполнительным устройством, показанная на рис. 19, в которую параллельно обычным элементам жесткости и демпфирования введено “дополнительное звено" формирующее закон управления. В такой системе можно выделить три взаимодействующие подсистемы: механическую колебательную подсистему, подсистемы управления и электродинамического преобразователя. Динамика всей системы, как совокупность трех взаимодействующих между собой подсистем, зависит от способа регулирования. Перебирая возможные ПФ Л/ДОп (1.1) “дополнительного звена”, формирующего закон управления, можно судить об эффективности виброзащиты АВЗС с электродинамическим исполнительным устройством. Такой анализ выполнен в работе / 26 /.
На рис.20 - 22 приведены АЧХ электродинамической АВЗС для безынерционного, интегрального и дифференцирующего звена, соответственно. Графики приведены в порядке увеличения коэффициента усиления Кдоп; 1 - АЧХ пассивной системы; 2 и 3 - АЧХ электродинамической АВЗС.
Построенные АЧХ позволяют сделать вывод, что дифференцирующее “дополнительное звено” изменяет динамические характеристики электродинамической АВЗС так, что виброизоляция достигается в широкой полосе частот, хотя виброизолирующая способность опор уменьшается на некоторых частотах, обычно