Определение параметров привода с упругими связями | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 28 декабря, печатный экземпляр отправим 1 января.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Гарькин, И. Н. Определение параметров привода с упругими связями / И. Н. Гарькин, И. А. Гарькина, А. М. Данилов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2014. — № 12 (71). — С. 69-71. — URL: https://moluch.ru/archive/71/12285/ (дата обращения: 16.12.2024).

Решением задачи идентификации определяются параметры привода с упругими связями. Дается методика построения динамической модели сложной колебательной управляемой модели. Определяются коэффициенты жесткости и демпфирования привода.

Ключевые слова: объекты на подвижном основании, управление, моделирование, синтез, оптимизация упруго-вязких связей.

Во многих практических случаях определение параметров динамической системы, в том числе и параметров привода представляет значительные трудности. Ниже предлагается комбинированный способ определения параметров сложных колебательных систем, в основе которого лежит сравнение операторов системы, полученных по результатам нормальной эксплуатации и решением задач идентификации в узком смысле (по заданной динамической модели).

Решение задач идентификации предполагает нахождение приближенного оператора в системе по синхронным измерениям входной и выходной величин в процессе нормальной эксплуатации. Но при этом имеет место неоднозначность динамической модели системы, что не позволяет при необходимости осуществить ее доработку, то есть решить задачу ее синтеза. В связи с этим представляется целесообразным решение одновременно с общей задачей идентификации задачи идентификации в узком смысле.

Предлагается следующая методика построения динамической           модели объекта:

-        определение спектрального состава ошибки системы по результатам нормальной эксплуатации (в том числе, вибрационной карты конструктивных элементов);

-        определение собственных частот колебаний конструктивных элементов объекта на основе поверочных расчетов на жесткость, проведенных на этапе проектирования;

-        выделение подсистем объекта, собственные частоты которых лежат в спектральном диапазоне ошибки;

-        построение динамической модели.

Влияние конструктивных элементов на точность управления, особенно по скорости, требует значительных усилий для систем, работающих в области резонансных частот. Поэтому многое определяется интуицией проектировщика в процессе настройки системы управления [1…5].

Для иллюстрации определим параметры упругих связей привода системы, динамическая модель которой приводится к случаю стабилизации объекта на подвижном основании.

Линеаризованные уравнения движения системы в форме Лагранжа имеют вид:

,

,

,

.

Добавив уравнение усилителя системы стабилизации

к системе уравнений, получим замкнутую систему уравнений движения.

Приняты обозначения:

- абсолютный угол поворота платформы,

- угол поворота ротора двигателя относительно платформы,

 — угол поворота объекта относительно платформы,

 — декартовы координаты точки A платформы (лежит на оси симметрии),

- масса всей системы,

 — расстояние от центра тяжести системы до точки A,

- коэффициенты жесткости и демпфирования нитей соответственно,

 -коэффициенты жесткости и демпфирования привода соответственно,

 — длины нитей соответственно натуральная и в положении равновесия,

- моменты инерции соответственно всей системы относительно оси, проходящей через ее центр тяжести: объекта относительно оси вращения и ротора двигателя с приведенными к нему моментами инерции элементов редуктора;

 — крутизна моментной характеристики двигателя,

- коэффициент индуктивного сопротивления двигателя,

- соответственно коэффициент усиления и постоянная времени усилителя,

 — передаточное отношение редуктора.

Проиллюстрируем решение задачи идентификации привода при известных параметрах привода: ; м, кг/м, , , , =1,53, , , , , , , , . При значениях параметров ,  система уравнений с хорошей точностью описывает работу привода. При этом в качестве входной величины принимается угловая скорость ротора двигателя, приведенная к выходному валу редуктора , а выходной — абсолютная угловая скорость объекта. Колебания объекта на собственной частоте  оказывает существенное влияние на ошибку системы стабилизации по скорости. Увеличение коэффициентов жесткости и демпфирования привода (в реализуемых пределах) существенно уменьшает влияние упругости привода на ошибку системы.

Предложенная методика легко адаптируется к исследованию подъемно-транспортных средств.

Литература:

1.                 Будылина Е. А., Гарькина И. А., Данилов А. М., Махонин А. С. Основные принципы проектирования сложных технических систем в приложениях / Молодой ученый. — № 5. 2013. –С.42–45.

2.                 Гарькина И. А., Данилов А. М., Домке Э. Р. Промышленные приложения системных методологий, теорий идентификации и управления / Вестник МАДИ. — 2009. — № 2(17). — С.77–82.

3.                 Будылина Е. А., Гарькина И. А., Данилов А. М. Моделирование с позиций управления в технических системах / Региональная архитектура и строительство. –2013. — № 2 (16). — С. 138–142.

4.                 Гарькина И. А., Данилов А. М. Управление в сложных технических системах: методологические принципы управления / Региональная архитектура и строительство. –2012. — № 1 (12). — С.39–43.

5.                 Будылина Е. А.,Гарькина И. А., Данилов А. М. Приближенные методы декомпозиции при настройке имитаторов динамических систем / Региональная архитектура и строительство. — 2013. — № 3(17). — C. 150–156.

Основные термины (генерируются автоматически): демпфирование привода, динамическая модель, коэффициент жесткости, нормальная эксплуатация, методика построения, параметр привода, подвижное основание, решение задач идентификации, система, система уравнений, узкий смысл.


Ключевые слова

моделирование, управление, синтез, объекты на подвижном основании, оптимизация упруго-вязких связей

Похожие статьи

Нелинейные колебания резиновой мембраны

Решается динамическая задача о растяжении нормальным давлением мембраны из резино-подобного материала. Исследуется статическое решение. Строится решение для малых колебаний около статического положения равновесия. Решение нелинейных динамических урав...

Расчет напряженно-деформированного состояния цилиндрической оболочки по заданным перемещениям

Рассматривается модельная задача о НДС (напряженно-деформированное состояние) цилиндрической оболочки при вертикальной нагрузке, возникающей при заданных жестких смещениях ряда поперечных сечений цилиндра. Подобная задача возникает при проверке состо...

Теоретические исследования влияния параметров внешнего вибрационные воздействия на динамические характеристики конструктивных элементов РЭС

В статье рассмотрено дифференциальное уравнение, описывающее изгибные колебания однородного упругого стержня. Проведены его преобразования к виду явного разностного уравнения. Предложен алгоритм программы для проведения моделирования влияния деформац...

К вопросу о колебаниях упругозакрепленного корпуса при несовпадении его центра тяжести с центром упругости

В статье рассматриваются колебания корпуса бортовой радиоэлектронной аппаратуры в том случае, когда его центр тяжести не расположен над центром упругости опор. Проводится обоснование обобщения координат. Дается методика выяснения возможности «пробоя»...

Гармонический анализ статически неопределимой рамы

В статье представлены результаты моделирования нагружения балки статически неопределимой конструкции в среде SolidWorks. Дано описание состояния конструкции при различных частотных режимах в соответствии с полученными эпюрами напряжения von Mises и п...

О дискретизации нормального сечения железобетонного элемента с неоднородными свойствами бетона при расчете по нелинейной деформационной модели

В статье рассмотрены особенности дискретизации нормального сечения железобетонного элемента с неоднородными свойствами бетона по толщине при реализации расчета по деформационной модели. Приведены указания по трансформации выражений, определяющих жест...

Модель бесконтактного магниторезонансного контроля параметров жидкостей

В настоящей статье рассматривается проблематика определения и анализа изменений значений параметров жидких материалов при их течении по трубопроводам в том числе и в условиях высокой турбулентности. Предложена модель устройства бесконтактного измерен...

Расчет собственных колебаний вант методом явного интегрирования уравнения движений

В настоящее время очень стремительно развиваются методы расчета на устойчивость, а также деформационные, динамические и аэродинамические расчёты, имеющие особо важное значение для вантовых и висячих мостов, основой которых служат системы из растянуты...

Численное моделирование и анализ результатов расчета задачи фильтрации газа в пористой среде

Предлагается алгоритм расчета и программно-математическое обеспечение нелинейной краевой задачи фильтрации газа в пористой среде. Строится численная модель для нелинейного дифференцияльного уравнения параболического типа второго порядка с переменными...

Математическая модель колебаний буровой установки

Разработана нелинейная математическая модель колебаний буровой установки под действием периодических нагрузок, представленная системой нелинейных обыкно-венных дифференциальных уравнений. Предложена методика расчета основных харак-теристик колебаний ...

Похожие статьи

Нелинейные колебания резиновой мембраны

Решается динамическая задача о растяжении нормальным давлением мембраны из резино-подобного материала. Исследуется статическое решение. Строится решение для малых колебаний около статического положения равновесия. Решение нелинейных динамических урав...

Расчет напряженно-деформированного состояния цилиндрической оболочки по заданным перемещениям

Рассматривается модельная задача о НДС (напряженно-деформированное состояние) цилиндрической оболочки при вертикальной нагрузке, возникающей при заданных жестких смещениях ряда поперечных сечений цилиндра. Подобная задача возникает при проверке состо...

Теоретические исследования влияния параметров внешнего вибрационные воздействия на динамические характеристики конструктивных элементов РЭС

В статье рассмотрено дифференциальное уравнение, описывающее изгибные колебания однородного упругого стержня. Проведены его преобразования к виду явного разностного уравнения. Предложен алгоритм программы для проведения моделирования влияния деформац...

К вопросу о колебаниях упругозакрепленного корпуса при несовпадении его центра тяжести с центром упругости

В статье рассматриваются колебания корпуса бортовой радиоэлектронной аппаратуры в том случае, когда его центр тяжести не расположен над центром упругости опор. Проводится обоснование обобщения координат. Дается методика выяснения возможности «пробоя»...

Гармонический анализ статически неопределимой рамы

В статье представлены результаты моделирования нагружения балки статически неопределимой конструкции в среде SolidWorks. Дано описание состояния конструкции при различных частотных режимах в соответствии с полученными эпюрами напряжения von Mises и п...

О дискретизации нормального сечения железобетонного элемента с неоднородными свойствами бетона при расчете по нелинейной деформационной модели

В статье рассмотрены особенности дискретизации нормального сечения железобетонного элемента с неоднородными свойствами бетона по толщине при реализации расчета по деформационной модели. Приведены указания по трансформации выражений, определяющих жест...

Модель бесконтактного магниторезонансного контроля параметров жидкостей

В настоящей статье рассматривается проблематика определения и анализа изменений значений параметров жидких материалов при их течении по трубопроводам в том числе и в условиях высокой турбулентности. Предложена модель устройства бесконтактного измерен...

Расчет собственных колебаний вант методом явного интегрирования уравнения движений

В настоящее время очень стремительно развиваются методы расчета на устойчивость, а также деформационные, динамические и аэродинамические расчёты, имеющие особо важное значение для вантовых и висячих мостов, основой которых служат системы из растянуты...

Численное моделирование и анализ результатов расчета задачи фильтрации газа в пористой среде

Предлагается алгоритм расчета и программно-математическое обеспечение нелинейной краевой задачи фильтрации газа в пористой среде. Строится численная модель для нелинейного дифференцияльного уравнения параболического типа второго порядка с переменными...

Математическая модель колебаний буровой установки

Разработана нелинейная математическая модель колебаний буровой установки под действием периодических нагрузок, представленная системой нелинейных обыкно-венных дифференциальных уравнений. Предложена методика расчета основных харак-теристик колебаний ...

Задать вопрос