1.2. Определение АФЧХ рулевой машины по реакции на периодический управ­ляющий сигнал прямоугольной форм


OCT 92 -4300-88 Л.50

  1. Значение А нормированной амплитудно- и Ч фаэа-час- тотных характеристик вычисляют по формулам

А~ Lp ««

Ч>= 360 -£- • (г2>

где X - амплитуда колебаний управляющего сигнала прямо -

угольной формы;

У - амплитуда сигнала хода штока, определяемая по ос­циллограмме в соответствии с черт.9;

ГЛ у- масштаб записи хода штока ;

Кп- коэффициент передачи:

вход - управляющий сигнал ;

выход - ход штока.

L - расстояние по оси осциллограммы, соответствующее
периоду колебаний в соответствии с черт.9 ;

I - расстояние по оси осциллограммы между точкой А смены управляющего сигнала и ближайшей по времени

т

среднее значение; коэффициент Фурье сигнала единичной

очкой В перехода сигнала положения штока через

первой гармоники прямоугольного амплитуды.

1.2.2. Результаты определения АФЧХ представляют в виде таблиц и графиков.

1.3. Определение характеристик пе­реходного процесса

Оценка динамики рулевой машины может быть проведена не только
с помощью АФЧХ, но и на основании характеристик переходного процес-
са, перечень которых приведен в табл. 4. Эти характеристики опре-
деляют по осциллограмме переходного процесса, приведенного наOSpct 5аты&аемый ууас^ок
осциллограммы


Черт» 9


ОСТ 92 -4300-88
























черт.10, соответствующего заданному уровню спупенчатого управля-

ющего сигнала.

Максимальное перерегулирование & и коэффициент

затухания

вычисляют по формулам

б =

V уст. (23)

t _ 6Jo і Ai

5> ~ ~Л~~ І'п XT ’ (24)

где У уст- установившееся значение положения штока при пода­



че ступенчатого управляющего сигнала, мм .

Таблица 4

Обозначение

Наименование

С<

Время первого достижения установивше­гося значения, с

ТР

Период колебания, с

Аг

Амплитуда первого отрицательного отклонения , мм


Амплитуда первого положительного отклонения, мм

б

Максимальное перерегулирование, %

V рег

Время до входа выходного сигнала в 5 %-ную трубку , с

*

М° Тр

Частота колебаний, 1/с

ДАЛ

Коэффициент затухания

Черт. 10


OCT 92-4300-88 Л.53


























2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АФЧХ РУЛЕВОЙ МАШИНЫ С ПОМОЩЬЮ
УПРАВЛЯЮЩЕГО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

2.1. Исходные экспериментальные данные для расчета АФЧХ рулевой машины

Управляющий сигнал и сигнал положения штока рулевой машины (или сила на штоке) - экспериментальные данные, необходимые для расчета АФЧХ - регистрируются на перфоленте. Опрос датчиков и ре­гистрация их показаний проводят в соответствии со схемой измерений, приведенной на черт.II. Массивы экспериментальных данных формируют с помощью управляющего вычислительного комплекса (УЖ). Для теку­щего контроля функционирования рулевой машины предусмотрен вывод данных по форме в соответствии с табл.5.

Таблица 5

Наименование параметра

Обозначение параметра

Максимальное значение

Минимальное значение

парам.

время,с

парам.

время, с

Сила, Н (кгс) Давление слива, 2 МПа(кгс/см )

Давление нагнетания, МПа(кгс/см2) Перемещение стенда (опоры), мм Перемещение выход­ного звена, мм

  1. 0 п р е д е по реакции равляющий с

    1. Алгоритм р

F

Рсл

Р"

Уст

У

л е н и е АФ на пер и г н а л

асчета АФЧХ пр

>ЧХ р

и 0 Д I

leACTHBJ

у л е в

Ї ч е с в

ієн форму

ой м : и й ji

лами (2Е

а ш и Н Ы :

і г

»-(38).



Необходимые для расчета значения переменных вводят в УВК с перфо­ленты, а значения коэффициентов - с устройства быстрой печати (УБП).

Перечень переменных и коэффициентов приведен в табл.6.

2.2.2. Коэффициенты (2xj tЬхі первой гармоники управляющего сиг­

нала, амплитуда А хj , начальная фаза '/xj и смещение Aoxj оси первой гармоники вычисляют по формулам

Qxj =-^-£xij (tj- ti-i} COS OJjti (25)

Ьч=л7/ ^Xij (ti-ti-i)sintijti (26)

A xj = A|a2xj + b2xj' (27)

^--іУ.З-агеГ^ (28)

Aoxj =7t7j (ti ~ ti-i) , (29)

где j - индекс частоты периодического управляющего сиг­нала, для которой проводят расчет АФЧХ;

O)j - значение J -й круговой частоты, 1/с ;

Tj - период, соответствующий J -й частоте, с ;

пТ] - время, кратное периоду , с ;

/=/.../77- порядковый номер регистрации показаний датчиков;

Т( - время / —й регистрации показаний датчиков

Л-/ -Опри i=f,ti=m=nTj с;

Xjj - значение управляющего сигнала в момент t}* ,вы­раженное в машинном коде или см , на J частоте, Xjj - значение управляющего сигнала соответствующее коду ТОООООО.Таблица 6

3 Обозначения

Наименования переменных или коэффициентов

с A xj , A yj

Амплитуда первой гармоники, мм

Ух'і , Ууэ

Начальное фазовое смещение , град

А ox j, A oyj

Смещение средней линии первой гармоники, мм

Q- xj Q у j bxj ’ by]

Коэффициенты Сурье первой гармоники, мм

Aj

АЧХ

Aj

Нормированная АЧХ

Vj , ^jp

ФЧХ , град

Rej, R ejp

Вещественная часть

t Jmj > Jmjp

Действительное ядро мнимой части

L-jp

ЛАЧХ , дБ

j = ■/,£... 7

Порядковый номер частоты

<Qj

j - я круговая частота, Г/с

TJ

Период колебания , с


Порядковый ногхер регистрации показаний датчиков

tj

Время І -Й регистрации показаний датчиков ,с

ft n

Коэффициент передачи рулевой машины


Значение управляющего сигнала в момент Г/ при J - Й частоте, мм

Vo

Координата штока в момент 7? при J -й часто­те , мм

Pn . P„;

Значения давлений в полостях силового цилиндра, кг • civT2



'V 57,3 [щп агсГі/ l^fl-f (,-siqn bli)]

33)


мулам

=лТ/ COS Wj (30)

L P m

^‘■nTj x ,,n

* /af

Ayj = ‘|a2yj + b2yj ’

(32)


  1. Коэффициенты Ctyj, byj первой гармоники колебаний вы­ходного сигнала (показания датчиков), амплитуда А уj , начальная фаза V^yj и смещение А оу; оси первой гармоники вычисляют по фор­



(34)



где У/j - координата выходного сигнала в момент 7~/ , вы­раженная в машинном коде или в см, на J частоте. Начало отсчета этой координаты - поло - жение штока рулевой машины при стабильном управ­ляющем сигнале 1000000 (в коде).

Другие обозначения приведены в п.2.2.2.

  1. Значения A j - амплитудно-частотной характеристики рулевой машины, Aj - нормированной амплитудно-частотной харак­теристики и фазо-частотной характеристики вычисляют по

ф ормулам

(35)AJ Axj -Kn △ ст (36)

4>j = Y’yj " - Д ^лнхрта , (37)

где Kn - коэффициент передачи рулевой машины : вход - управляющий сигнал; выход - координата штока, числа, полученные расчетом по формулам (18),(23)ж (27)/32) ;

, Д VjAHJtpTcf - поправка к ФЧХ, учитывающая влияние люфта в

кинематической цепи потенциометра на J ( частоте по п.2.5 ;

Дет - поправка к нормированной АЧХ, учитывающая статическую точность отработки соответствующе­го управляющего сигнала Axj конкретным ру­левым машинам, определяемая по формуле Дет=-^^2 Д~ Лгре5, (38)

где Д+,Д- - фактическая отработка штоком рулевой машины управляющего сигнала на выдвижение и втягива­ние ; требуемая статическая точность отработки што­ком рулевой машины управляющего сигнала.

  1. Результаты расчета АФЧХ представляют в виде графиков характеристик , А/о?) и по форме табл.7.

Таблица 7

АФЧХ рулевой машины

Зав.гё Лата проведения

А (УС) - амплитуда управляющего сигнала, ед.мл.р.

ТО - такт квантования (опроса), с.

Частота колебания f , Гц

Нормированная амплитудно- частотная характеристика

Фазо-частотная

характеристика,град

кд

Факт ич. значение.

кд

Фактич.значение








  1. Определение АФЧХ рулевой маши­ны по переходному процессу

    1. Определение АФЧХ рулевой шшины по переходному процес­су основано на использовании преобразования Фурье для перехода из временной области в частотную. С этой целью проводят расчет ве­щественной части Uj и действительного ядра Vj мнимой части нормированной АФЧХ рулевой машины по формулам иг feg

где j - индекс частоты, для которой проводят расчет;

(j)j - частота, для которой проводят расчет, 1/с ;

Хо- величина ступенчатого управляющего сигнала, вы­зывающего переходный процесс, мм ;

порядковый номер регистрации показаний датчиков;

f] - время І —й регистрации : ti~/ = 0 при / = I; - время стабилизации координаты штока, с- ;

Vj - координата штока в момент t] . Начало отсчета- положение штока до подачи ступенчатого управля­ющего сигнала, мм.

  1. Значения А] нормированной амплитудно- и Фазо­частотных характеристик рулевой машины вычисляют по формулам

Aj =й? + Vj2' (4I)

T= 57,3[siqn - Ш- • arctq|-f (/- /• sign Vj)]f(42>

где LIj, Vj - числа, полученные расчетом по формулам(39), (40). **

    1. Результаты представляют графиками А(о»,Ч>(ії).

  1. Определе ниє АФЧХ разомкнутого контура регулирования рулевой машины

  1. 1. Определение разомкнутого контура регулирования рулевой машины проводят с целью определения запасов устойчивости рулевой машины по амплитуде и по фазе. Связь между значениями Wjp час­тотной характеристики разомкнутого контура регулирования рулевой машины на j -й частоте и значением W j частотной характерис­тики на той же частоте имеет вид

1/. - 1

JP 4 - A/j 'Кос ) (43)

  1. где КРС - коэффициент, обратный коэффициенту передачи руле­вой машины - отношению координаты штока к управля­ющему сигналу в статическом режиме ненагруженной машины.2. Значения lljp вещественной части и Vjp действитель­ного ядра мнимой части частотной характеристики Wjp вычисляют по формулам

Кос'Uj ~ Кос cuf + Vjp

ljjp=(S+Koc Uj)2* K$c ’ Vj ( }

V Кос • V7 (45)

Vjp H + Koc • UjV + Kk-vJ

.. (46)

Uj = Aj • cos M’j

Vj = Ai • sin Yj ,


(47)








где (Jj - вещественная часть АФЧХ рулевой машины ;

Vj - действительное ядро мнимой части АФЧХ ;

Aj>%* “ числа, полученные расчетом по формулам (35),(37).

  1. Значения Ljp логарифмической амплитудно- и фазо­частотных характеристик разомкнутого контура регулирования рулевой машины вычисляют по формулам

(48)


Ljp = 20tq VuV Vjp



4’jp=57z3fs»9n(^).arc^^|-f^ysiqnVjp)](49) где Vjp-числа, полученные расчетом по формулам (44),(45).

  1. Результаты расчета представляют графиками LP((d), Тр(оо)

2.5. Определение поправки к ФЧХ при учете люфта в кинематической цепи

потенциометра