Разработка оптимальной структуры привода для системы управления продольными колебаниями транспортного средства на воздушной подушке

• Автор: Брусов, Василий Андреевич
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 260 с. : ил.

Оглавление

Введение

1. Разработка математической модели управляемой

по давлению воздушной подушки транспортного средства

1.1. Описание и принцип действия воздушной подушки в системе транспортного средства

1.2. Уравнения движения транспортного средства на воздушной подушке

1.3. Математическое описание сил и моментов, возникающих

при движении транспортного средства на воздушной подушке

1.4. Уравнения массовых расходов воздуха через элементы

системы создания воздушной подушки

1.5. Возмущающее воздействие неровностей опорной поверхности
на транспортное средство на воздушной подушке
1.6. Численные исследования ТСВП при движении по неровной опорной поверхности
2. Разработка привода для системы управления транспортным средством на воздушной подушке
2.1. Расчет силовых воздействий, действующих на регулирующие
органы
2.2. Электропневматический однокаскадный следящий привод
с соплом-заслонкой
2.2.1. Разработка математической модели
2.2.2. Выбор параметров ЭПСП в условиях многокрите-риальности качественных показателей
2.3. Автономный электрогидравлический следящий привод

2.3.1. Разработка математической модели
2.3.2. Выбор параметров АЭГСП в условиях многокрите-риальности качественных показателей
2.4. Электромеханический привод постоянного тока
2.4.1. Разработка математической модели
2.4.2. Выбор параметров ЭМППТ в условиях многокритериальное качественных показателей
3. Экспериментальные исследования лабораторной модели транспортного средства на воздушной подушке
3.1. Статические испытания
3.2. Динамические испытания
3.3. Оценка точности экспериментальных измерений
4. Разработка привода для натурного транспортного средства
на воздушной подушке
4.1. Компоновочный облик натурного ТСВП
4.2. Расчет силовых воздействий на регулирующие органы
в натурном ТСВП
4.3. Выбор оптимальных параметров привода для натурного

5. Разработка адаптивной системы управления ТСВП
в условиях недостаточной определенности
Выводы и заключение
Список литературы
Приложение
Введение
Известны и достаточно широко используются транспортные средства на воздушной подушке (ТСВП) большой грузоподъемности (свыше 3 тонн) со скоростями движения до 120км/ч. Примерами могут служить суда, имеющие воздушную подушку, которая при скоростном движении по неровной поверхности демпфирует колебания, и сам корпус ТСВП вместе с экипажем не испытывает критических перегрузок [25, 27, 44]. В случае судов меньшей грузоподъемности (около 1...2 тонн) воздушная подушка не успевает гасить колебания. При скоростном движении по неровной поверхности на судно действуют перегрузки, выводящие из строя электронную аппаратуру, навигационные приборы и негативно воздействующие на экипаж. Вследствие этого ТСВП средней и малой грузоподъемности имеют ограничения по максимальной скорости движения. Для уменьшения перегрузок необходимо создать управляемую воздушную подушку.
Термин «воздушная' подушка» («air cushion») появился в практике вертолетостроения для описания эффекта, появляющегося при приближении вертолета к опорной поверхности, заключающегося в увеличении подъемной силы несущего винта. При натекании на поверхность экрана воздушный поток, отбрасываемый несущим винтом, тормозится и создает вблизи экрана область повышенного' давления' или воздушную подушку, которая демпфирует движение вертолета при резком снижении.
В связи с большим многообразием компоновочных схем и типов ТСВП целесообразно установить некоторую классификацию, позволяющую отличать их по каким-то признакам. Это необходимо сделать для определения типа транспортного средства, для которого разрабатывается метод управления. Наиболее важным конструктивным признаком ТСВП является способ образования воздушной подушки, который в значительной степени определяет его назначение и технические характеристики. По известным конструктивным

1.3. Математическое описание сил и моментов, возникающих при движении транспортного средства на воздушной подушке
Для составления математической модели движения лабораторного образца транспортного средства удобней использовать уравнения в безразмерном виде. Для приведения системы уравнений (1.24) к такому виду примем две базовые величины [42]:
- силу Рбаз, равную силе тяжести ТСВП: Рба, = С;
- момент М6а,, равный силе тяжести, действующей на плече /0 = м:
Мбаз =С'1й.
Тогда систему уравнений (1.24) можно представить в виде:

_ £ т' Уп
кРб!а-у = -со$3 +—— + -^— + ~§-
п и т
.. /Г ^1^гГОэ, У. 44,
пэ1 импк
кмва,-3 = ^ + ^~ + -&---------------------------------------------------------- (1.25)
^баз ^баз баз ^ баз
В систему уравнений (1.25) входят следующие параметры:
171 С
кРбт = —= 0,102— - силовой базовый коэффициент; т = 9кг- масса модели

ТСВП; С = т- g = 892,7# - сила тяжести ТСВП; у - перемещение вдоль оси 0у; 3 - угол тангажа; кМ6аз = —= 0,033с2 - моментный базовый коэффициент;
I, =29,5кг-м1 - момент инерции ТСВП; М6аз =О-10 = 892,7Н-м - базовый момент. Подъемную СИЛУ от основной части воздушной подушки можно
представить в виде:
?п=Рп-з„,
(1.26)