Автопилоты по виду закона управления классифицируют на статические, в которых каждому положению исполнительного органа соответствует определенное значение ре-гулируемого параметра, и астатические, в которых скорость исполнительного органа однозначно связана с регулируемым параметром.
Если под управляющим сигналом подразумевать сумму сигналов датчиков, обратных связей и задатчиков режимов, то для закона управления можно написать зависимость
(41)
где — известная функция управляющего сигнала и; — выходная координата исполнительного механизма.
Управляющий сигнал можно представить в виде:
(42)
где — регулируемые величины; — сигнал задатчика; — передаточные функции по регулируемым величинам; — передаточная функция цепи обратной связи; —передаточная функция по сигналу задатчика.
Управляющий сигнал может включать сигналы, пропорциональные регулируемым величинам , их производным и интегралам. При включении сигналов, пропорциональных производным, преследуют цель обеспечить необходимое опережение по фазе и, следовательно, получить демпфирование колебаний. Для получения астатической системы по отношению к погрешностям приборов и внешним возмущениям в управляющий сигнал вводят члены, пропорциональные интегралам от регулирующих величин.
Функция F (и) может быть как линейной, так и нелинейной. В первом случае автопилот называется линейным, а во втором — нелинейным. Для линейного автопилота выражение (41) можно представить в виде
(43)
или
(44)
Лекция 10.
План
1. Законы управления автопилотов.
2. Принцип действия автопилотов.
В зависимости от вида передаточной функции фильтра в цепи обратной связи с выхода автопилота на его вход получаются автопилоты с разными законами управления. Если числитель передаточной функции содержит свободный член, то получаем статический автопилот. В статическом автопилоте каждому значению отклонения регулируемого параметра в установившемся состоянии соответствует определенное положение регулирующего органа. При постоянных возмущениях, действующих на объект, система со статическим автопилотом будет давать статические погрешности. При отсутствии свободного члена в числителе передаточной функции получаем астатический автопилот.
Рассмотрим частные случаи. Если то получаем закон управления автопилота с жесткой обратной связью. При таком законе управления система будет иметь статические погрешности. Однако сравнительная простота технической реализации и в ряде случаев удовлетворительные динамические характеристики способствуют широкому распространению автопилотов с такими законами управления.
Если , то получаем закон управления автопилота со скоростной обратной связью. Автопилоты со скоростной обратной связью не дают статических погрешностей, но оказываются более сложными. Вместе с тем такие автопилоты обеспечивают более слабую реакцию самолета на турбулентные возмущения в атмосфере по сравнению со статическими автопилотами.
Наконец, если , то имеем закон управления автопилота с изодромной обратной связью. Эти автопилоты отличаются от автопилотов со скоростной обратной связью, в частности, тем, что в цепи обратной связи применяется не идеальное, а реальное дифференцирующее звено. Это обстоятельство позволяет обойтись в прямой цепи без сигналов, пропорциональных угловому ускорению, что упрощает схему автопилота.
Закон управления характеризует потребные значения динамических характеристик автопилота, т. е. потребные закономерности, связывающие входные и выходные сигналы автопилота. Точная техническая реализация законов управления затруднена тем, что в реальных автопилотах элементы обладают динамическими погрешностями. Так, например, передаточные функции реальных дифференцирующих звеньев отличаются от передаточных функций идеальных звеньев и т. д.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 465.