Решение обратной задачи динамики (стр. 1 из 5)
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана»
Калужский филиал
Факультет электроники, информатики и управления
Кафедра "Системы автоматического управления и электротехника" (ЭИУ3-КФ)
Решение обратной задачи динамики
Расчётно-пояснительная записка к курсовой работе
по курсу «ТиСУ»
Калуга 2009
Содержание
Введение
Постановка задачи
Основные направления развития концепций обратных задач динамики
Обратные задачи динамики в теории автоматического управления
Применение спектрального метода для решения обратных задач динамики
Практическая часть
Результаты расчёта
Приложения
Введение
Предлагаемая работа посвящена разработке на основе концепций обратных задач динамики математических методов и построенных на их основе алгоритмов синтеза законов управления и определения параметров настройки САУ из условия реализации на выходе системы законов максимально приближенных в известном смысле к эталонным. Основными в этих методах являются понятия спектральных характеристик функций и систем, под которыми понимаются совокупности коэффициентов Фурье процесса относительно выбранного ортонормированного базиса
Постановка задачи
Задана система автоматического управления (модель ЭГСП) в виде структурной схемы.
Числовые значения параметров математической модели ЭГСП
Параметры в упрощенной структурной схеме на рис. 2 имеют следующие значения:
• Параметры рабочей жидкости
- Рабочая жидкость: масло АМГ-10
- Рабочее давление в гидросистеме:
- Плотность рабочей жидкости:
- Объемный модуль упругости жидкости:
• Параметры ЭМП и ЭУ
- Коэффициент усиления ЭУ по току:
- Коэффициент усиления по напряжению выходного каскада электронного усилителя:
- Сопротивление обмотки управления:
- Сопротивление обратной связи по току:
- Суммарное сопротивление:
- Индуктивность обмотки управления:
- Электрическая постоянная цепи управления ЭМП:
- Коэффициент, характеризующий жесткость силовой характеристики:
- Коэффициент вязкого трения:
- Коэффициент жесткости обобщенных характеристик:
- Коэффициент пропорциональности диаметру сопл:
- Масса якоря и заслонки:
- Электромеханическая постоянная ЭМП:
- Коэффициент затухания колебательного звена:
• Параметры ГУ
- Ширина окна золотника:
- Длина окна золотника:
- Диаметр штока золотника:
- Диаметр рабочей поверхности золотника:
- Коэффициент чувствительности ГУ по расходу:
- Масса золотника:
- Площадь торца золотника:
- Максимальная проводимость рабочих окон при 
:
- Площадь поперечного сечения золотника:
- Объем жидкости в междроссельных каналах и торцевой камере
золотника:
- Коэффициент, характеризующий жесткость нагрузочных
характеристик ГУ в области линеаризации:
- Суммарная жесткость пружин, на которые опирается золотник:
- Жесткость гидродинамической силы: 
<<
- Коэффициент вязкого трения:
- Постоянная 
определяет собственную частоту колебаний золотника массой 
, опирающейся на пружины
- Коэффициент затухания колебательного звена
• Параметры ДГП
- Диаметр поршня (известен интервал значений):
- Диаметр штока:
- Площадь поршня (известен интервал значений):
- Длина рабочей камеры цилиндра:
- Объем жидкости, подвергающейся сжатию (расширению) в
полости 1(2) гидроцилиндра при y = 0 (известен интервал
значений):
- Масса поршня штока (известен интервал значений):
- Расстояние между штоком поршня и осью вращения элерона (известен интервал значений):
. Для расчета момента инерции выберем среднее значение 
.- Коэффициент чувствительности золотникового распределителя по расходу:
- Коэффициент, характеризующий жесткость нагрузочных характеристик ДГП:
.- Гидравлическая постоянная времени ДГП:
- Коэффициент момента трения со смазочным материалом:
- Коэффициент передачи электрической обратной связи по перемещению поршня
- Коэффициент передачи электрической обратной связи по углу руля:
- Момент инерции всех подвижных частей привода, приведенный к оси руля: J
- Момент аэродинамических сил, действующий на руль относительно его оси вращения 
Средствами simulink:
Данная задача относится к так называемым обратным задачам динамики.
Основные направления развития концепций обратных задач динамики
Динамика как раздел науки о движении рассматривает следующие задачи:
– по заданным силам, действующим на систему, определить закон движения (траекторию) этой системы;
– по заданному закону движения системы определить силы, под действием которых это движение происходит.
Эти задачи являются в определенном смысле противоположными по своему содержанию. Поэтому их именуют прямой и обратной задачами.
Хотя обратные задачи динамики имеют давнюю и богатую историю, в настоящее время можно встретить их различное толкование и понимание. Наиболее обобщенное определение понятия обратных задач динамики следующее. Обратными задачами динамики называются задачи об определении активных сил, действующих на механическую систему, параметров механической системы и связей, наложенных на систему, при которых движение с заданными свойствами является одним из возможных движений рассматриваемой механической системы.. Здесь под обратными задачами динамики понимаются задачи об определении законов управления движением динамических систем и их параметров из условия осуществления движения по назначенной траектории.