1.2. Определение АФЧХ рулевой машины по реакции на периодический управляющий сигнал прямоугольной форм
OCT 92 -4300-88 Л.50
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 черезпервой 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
|
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 -й 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 1ї (30)
L P m
^‘■nTj x ,,n
* /af
Ayj = ‘|a2yj + b2yj ’
(32)
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 -й 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.
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 -й ( 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.
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 |
|
|
|
|
|
|
Определение АФЧХ рулевой машины по переходному процессу
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.
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). **
Результаты представляют графиками А(о»,Ч>(ії).
Определе ниє АФЧХ разомкнутого контура регулирования рулевой машины
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/. - 10С
JP 4 - A/j 'Кос ) (43)
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).
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).
Результаты расчета представляют графиками LP((d), Тр(оо)
2.5. Определение поправки к ФЧХ при учете люфта в кинематической цепи
потенциометра