Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ПРИНЦИПЫ И УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ
КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ (КО) В ИНЕРЦИАЛЬНОМ
ПРОСТРАНСТВЕ 7
1.1 Устройства управления положением 7
1.1.1 Реактивные двигатели 8
1.1.2 Двигатели-маховики 9
1.1.3 Силовые гироскопические устройства 11
1.2 Виды механических передач 12
1.2.1 Зубчатые передачи 13
1.3 Червячные передачи 14
1.3.1 Планетарные передачи 15
1.3.2 Волновые механические передачи 16
1.3.3 Фрикционные передачи 17
1.3.4 Передача винт-гайка (шариковая передача) 18
1.4 Рулевые машины принципы и требования 19
1.4.1 Г идравлические рулевые машины 20
1.4.2 Электрогидравлические рулевые машины 22
1.4.3 Электрические рулевые машины 24
1.4.4 Требования к динамике рулевого привода как
исполнительного элемента системы стабилизации 28
1.4.5 Заключение к первой главе 32
2 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА 33
2.1 Моменты, действующие в электроприводе 35
2.2 Приведение сил и моментов 37
2.3 Приведение инерционных масс электропривода 39
2.4 Выбор двигателя 41
2.5 Расчет передаточного числа редуктора 42
3 РАСЧЕТ РЕГУЛЯТОРОВ ДЛЯ КАЖДОГО КОНТУРА
РЕГУЛИРОВАНИЯ 46
3.1 Принцип подчиненного регулирования 46
3.2 Настройка контура тока 49
3.3 Настройка контура скорости 51
3.4 Настройка контура положения 55
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОДЧИНЕННОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ И СНЯТИЕ ЧАСТОТНЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК 57
4.1 Частотные характеристики звеньев контура тока 58
4.2 Настройка контура скорости 61
4.3 Настройка контура положения 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
Рулевая машина предназначена для перемещения рулевой поверхности согласно электрическим сигналам системы управления летательного аппарата. Для движения ракеты по заданной траектории необходимо точно задавать положение сопла. При этом рулевая машина должна отрабатывать перемещение без значительных перерегулирований и с максимальным быстродействием.
Для этих целей разрабатываются следящий привод в режиме позиционирования. Это замкнутые электроприводы, которые управляют перемещением рабочего органа и обеспечивают его стабилизацию относительно некоторой базовой системы координат. Режим позиционирования подразумевает, что электропривод должен обеспечить перемещение рабочего органа за строго определенное время.
Целью выпускной квалификационной работы, является настройка системы подчиненного регулирования рулевого управления соплом ракеты.
В соответствие с поставленной целью, необходимо решить следующие задачи:
Аналитические задачи
Изучить научную литературу, объясняющую принципы и устройство управления положением космических объектов в инерциальном пространстве, принципы выбора электрических двигателей, передаточного числа редуктора и принципы настройки системы автоматического управления электропривода.
Проектные задачи
1) Рассчитать требования к двигателю по добротности и мощности.
2) Выбрать двигатель и найти необходимое передаточное число редуктора, исходя из обеспечения максимального быстродействия электропривода.
3) Настроить трехконтурную систему подчиненного регулирования,
обеспечивающую достаточную устойчивость и точность управления.
4) Произвести моделирование разработанного электропривода в программе Jigrein, снять частотные характеристики контуров электропривода и сравнить с расчетными параметрами.
Предмет исследования - Теория автоматического управления.
Объект исследования - электропривод исполнительного органа поворота сопла ракеты.
Степень разработанности в литературе - при создании системы управления летательными аппаратами, вопрос уменьшения массогабаритных размеров ставился неоднократно и всегда являлся решающим при проектировании готового решения управления исполнительным органом поворота сопла или других элементов ракеты. Но конкретного технического решения, дающего возможность снизить вышеуказанные показатели за счёт внедрения микропроцессорной техники, на сегодня в научной литературе не приведено.
Техническая новизна - заключается в разработке электропривода дл управления соплом ракеты для конкретных ее параметров.
Исходные данные, необходимые для разработки функциональной схемы, представлены в таблице 2 на странице 33.
В результате проектирования была настроена система подчиненного регулирования для рулевого управления сопла ракеты, а именно:
• выбран двигатель для электропривода сопла ракеты;
• рассчитано передаточное число редуктора для обеспечения максимального быстродействия системы;
• настроена трехконтурная система подчиненного регулирования;
• произведено моделирование системы и подтверждена правильность расчетов.
Разработанная система управления соответствует требованиям быстродействия и устойчивости.
