📄Работа №22965
Тема: Разработка и моделирование следящей системы гироскопической стабилизации корабельной антенны
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Электроэнергетика
Объем:
76 листов
Год:
2018
Просмотров:
1093
4900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 5
1 Антенно-фидерные устройства и система управления антеннами 8
1.1 Назначение 8
1.2 Технические характеристики 9
2 Математическая модель объекта управления 15
2.1 Математическое описание вентильных двигателей 15
2.2 Расчет параметров двигателей приводов азимута, поперечного крена и
угла места 18
3 Синтез регуляторов следящей системы управления антенной 20
3.1 Основные принципы синтеза систем с подчиненным регулированием
координат 20
3.1.1 Синтез регулятора первого контура 21
3.1.2 Синтез регулятора второго контура 25
3.1.3 Синтез регулятора третьего контура 26
Контур регулирования тока
3.2 Контур регулирования тока 27
3.2.1 Методика синтеза регулятора тока 27
3.2.2 Формирование сигнала обратной связи по току 29
3.2.3 Расчет регуляторов тока двигателя приводов азимута, поперечного
крена и угла места 30
3.3 Контур регулирования скорости 32
3.3.1 Однократно интегрирующая система регулирования скорости ....32
3.3.2 Двукратно интегрирующая система регулирования скорости 34
3.3.3 Формирование сигнала обратной связи по скорости 36
3.3.4 Расчет регуляторов скорости двигателя приводов азимута,
поперечного крена и угла места 37
3.4 Контур регулирования положения 39
3.4.1 Система автоматического регулирования положения 39
3.4.2 Формирование сигнала обратной связи по углу поворота
двигателя 40
3.4.3 Расчет регуляторов положения двигателя приводов азимута,
поперечного крена и угла места 41
4 Математическое моделирование 42
4.1 Исследование контуров регулирования следящей системы при
ступенчатом входном воздействии 42
4.1.1 Переходные процессы в контуре регулирования тока 42
4.1.2 Переходные процессы в контуре регулирования скорости 47
4.1.3 Переходные процессы в контуре регулирования положения 52
4.1.4 Компенсация влияния противо ЭДС двигателя на характер
переходных процессов 56
4.2 Исследование следящих систем управления корабельной антенной на
грубость к вариациям параметров объекта управления 60
4.2.1 Вариация значения сопротивления обмотки статора вентильного
двигателя 61
4.2.2 Вариация значения момента инерции ротора вентильного
двигателя 62
4.3 Исследование влияния возмущающих воздействий на качество
регулирования следящих систем управления корабельной антенной 65
4.3.1 Влияние изменения угла килевой качки 65
4.3.2 Влияние изменения угла бортовой качки 68
4.3.3 Влияние изменения угла рыскания 71
Заключение 74
Список использованных источников
1 Антенно-фидерные устройства и система управления антеннами 8
1.1 Назначение 8
1.2 Технические характеристики 9
2 Математическая модель объекта управления 15
2.1 Математическое описание вентильных двигателей 15
2.2 Расчет параметров двигателей приводов азимута, поперечного крена и
угла места 18
3 Синтез регуляторов следящей системы управления антенной 20
3.1 Основные принципы синтеза систем с подчиненным регулированием
координат 20
3.1.1 Синтез регулятора первого контура 21
3.1.2 Синтез регулятора второго контура 25
3.1.3 Синтез регулятора третьего контура 26
Контур регулирования тока
3.2 Контур регулирования тока 27
3.2.1 Методика синтеза регулятора тока 27
3.2.2 Формирование сигнала обратной связи по току 29
3.2.3 Расчет регуляторов тока двигателя приводов азимута, поперечного
крена и угла места 30
3.3 Контур регулирования скорости 32
3.3.1 Однократно интегрирующая система регулирования скорости ....32
3.3.2 Двукратно интегрирующая система регулирования скорости 34
3.3.3 Формирование сигнала обратной связи по скорости 36
3.3.4 Расчет регуляторов скорости двигателя приводов азимута,
поперечного крена и угла места 37
3.4 Контур регулирования положения 39
3.4.1 Система автоматического регулирования положения 39
3.4.2 Формирование сигнала обратной связи по углу поворота
двигателя 40
3.4.3 Расчет регуляторов положения двигателя приводов азимута,
поперечного крена и угла места 41
4 Математическое моделирование 42
4.1 Исследование контуров регулирования следящей системы при
ступенчатом входном воздействии 42
4.1.1 Переходные процессы в контуре регулирования тока 42
4.1.2 Переходные процессы в контуре регулирования скорости 47
4.1.3 Переходные процессы в контуре регулирования положения 52
4.1.4 Компенсация влияния противо ЭДС двигателя на характер
переходных процессов 56
4.2 Исследование следящих систем управления корабельной антенной на
грубость к вариациям параметров объекта управления 60
4.2.1 Вариация значения сопротивления обмотки статора вентильного
двигателя 61
4.2.2 Вариация значения момента инерции ротора вентильного
двигателя 62
4.3 Исследование влияния возмущающих воздействий на качество
регулирования следящих систем управления корабельной антенной 65
4.3.1 Влияние изменения угла килевой качки 65
4.3.2 Влияние изменения угла бортовой качки 68
4.3.3 Влияние изменения угла рыскания 71
Заключение 74
Список использованных источников
📖 Введение
В современном морском флоте используют трехосные корабельные антенны для сопровождения космических аппаратов, связи с центрами управления движением судов, бесперебойной работы навигации, в общем, для работы всех систем корабля, нуждающихся в использовании системы спутниковой связи. Одним из наиболее актуальных вопросов создания работоспособной корабельной антенны является разработка следящей безредукторной системы наведения, обеспечивающая точность наведения электрической оси антенны в требуемом направлении в условиях качки корабля.
Целью работы является создание следящей системы управления корабельной антенной на базе вентильного двигателя и определение оптимальных значении регуляторов для улучшения динамических характеристик антенного устройства.
Идея работы заключается в разработке регуляторов следящих систем по трем осям (килевой качки, бортовой качки и рысканья) антенного устройства с полупроводниковым преобразователем частоты, вентильным двигателем и с датчиками положения в цепи обратной связи.
Задачи работы:
- разработка линеаризованной структурной схемы объекта управления в электроприводе с вентильным двигателем;
- разработка динамических моделей следящих систем гироскопической стабилизации трехосной антенны в системе Matlab/Simulink;
- синтез регуляторов следящих систем управления антенной, учитывающих возможные возмущающие воздействия;
- проверка динамической ошибки системы стабилизации, которая не должна превышать 2-3 угловых минут при воздействии возможных периодических возмущающих углов килевой качки, бортовой качки и рыскания равными ±25, ±30 и ±8 градусов соответственно;
- исследование математической модели системы стабилизации трехосевой корабельной антенны.
Методы исследования.
Метод передаточных функций, метод подчиненного управления.
Научная новизна заключается в:
- разработке следящей системы управления безредукторным электроприводом с гироскопической системой стабилизации корабельной антенны на основе вентильного двигателя с преобразователями частоты.
Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждается применением общепринятых допущений при математическом описании объекта управления; обоснованностью исходных посылок, вытекающих из фундаментальных законов естественных наук и теории электропривода; применением методов имитационного моделирования относительно высокой точности в программе MATLAB.
На защиту выносятся:
- математическая модель вентильного электропривода;
- структурная схема вентильного электропривода;
- синтез параметров регуляторов следящей системы стабилизации трехосной корабельной антенны;
- структурная схема замкнутой следящей системы стабилизации в программе MATLAB;
- результаты, полученные с помощью математического моделирования разработанных систем в программе MATLAB.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы заочно принимали участие в XI международной научно-практической конференции «вопросы современной науки: проблемы, тенденции и перспективы» 13 апреля 2017 г и в международной научно - практической конференции «Наука и образование в XXI веке» 28 февраля 2018 г.
Публикации. По теме диссертации опубликованы две печатные работы, первая в издании с академическим уровнем стандартизации, вторая в «вестнике научных конференций 2018 г. Часть 3»
Целью работы является создание следящей системы управления корабельной антенной на базе вентильного двигателя и определение оптимальных значении регуляторов для улучшения динамических характеристик антенного устройства.
Идея работы заключается в разработке регуляторов следящих систем по трем осям (килевой качки, бортовой качки и рысканья) антенного устройства с полупроводниковым преобразователем частоты, вентильным двигателем и с датчиками положения в цепи обратной связи.
Задачи работы:
- разработка линеаризованной структурной схемы объекта управления в электроприводе с вентильным двигателем;
- разработка динамических моделей следящих систем гироскопической стабилизации трехосной антенны в системе Matlab/Simulink;
- синтез регуляторов следящих систем управления антенной, учитывающих возможные возмущающие воздействия;
- проверка динамической ошибки системы стабилизации, которая не должна превышать 2-3 угловых минут при воздействии возможных периодических возмущающих углов килевой качки, бортовой качки и рыскания равными ±25, ±30 и ±8 градусов соответственно;
- исследование математической модели системы стабилизации трехосевой корабельной антенны.
Методы исследования.
Метод передаточных функций, метод подчиненного управления.
Научная новизна заключается в:
- разработке следящей системы управления безредукторным электроприводом с гироскопической системой стабилизации корабельной антенны на основе вентильного двигателя с преобразователями частоты.
Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждается применением общепринятых допущений при математическом описании объекта управления; обоснованностью исходных посылок, вытекающих из фундаментальных законов естественных наук и теории электропривода; применением методов имитационного моделирования относительно высокой точности в программе MATLAB.
На защиту выносятся:
- математическая модель вентильного электропривода;
- структурная схема вентильного электропривода;
- синтез параметров регуляторов следящей системы стабилизации трехосной корабельной антенны;
- структурная схема замкнутой следящей системы стабилизации в программе MATLAB;
- результаты, полученные с помощью математического моделирования разработанных систем в программе MATLAB.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы заочно принимали участие в XI международной научно-практической конференции «вопросы современной науки: проблемы, тенденции и перспективы» 13 апреля 2017 г и в международной научно - практической конференции «Наука и образование в XXI веке» 28 февраля 2018 г.
Публикации. По теме диссертации опубликованы две печатные работы, первая в издании с академическим уровнем стандартизации, вторая в «вестнике научных конференций 2018 г. Часть 3»
✅ Заключение
Проведен расчет объекта управления и контуров тока, скорости, положения для приводов угла места, поперечного крена и азимута. Промоделированы системы автоматической стабилизации и проведены исследования влияния возмущающих воздействий на качество регулирования следящих систем управляющих корабельной антенной.
Результаты расчета и моделирования показали, что полностью удовлетворяет условиям технического задания только двигатель ДБМВ 185¬16-0,04 (Тср=0,001, М=1, ошибка=2,4 угл. минуты). Два двигателя (ДБМВ 120¬1-0,26 и ДБМВ 150-4-0,36) не могут обеспечить выполнение предъявляемых требований к точности наведения.
Результаты расчета и моделирования показали, что полностью удовлетворяет условиям технического задания только двигатель ДБМВ 185¬16-0,04 (Тср=0,001, М=1, ошибка=2,4 угл. минуты). Два двигателя (ДБМВ 120¬1-0,26 и ДБМВ 150-4-0,36) не могут обеспечить выполнение предъявляемых требований к точности наведения.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.