52 53
рис. 13.1, обеспечивает ограничение скорости привода) имеем
сигнал вида (13.2), состоящий из медленной (управляющей) и бы-
строй (вибрационной) составляющих.
Процесс управления описывается линейным операторным
выражением (13.30), характеристическое уравнение которого имеет
вид
0)()(
0
pRΚpQ
, (13.43)
где
0
Κ
- коэффициент усиления нелинейности, зависящий от амп-
литуды и частоты внешнего вибрационного воздействия
tΒtg
в
sin)(
1
. (13.44)
Следовательно, параметры вибрационной помехи (13.44) че-
рез коэффициент оказывают влияние на характер распределения
на комплексной плоскости корней характеристического уравнения
(13.43), т.е. от этих помех будет зависеть качество процесса уп-
равления и устойчивость системы.
Обычно с ростом амплитуды
вибрационной помехи систе-
ма приближается к границе устойчивости. Предельное значение
амплитуды
, до которого система остается еще устойчивой, на-
зывается границей устойчивости системы к вибрационным поме-
хам [2].
13.2.ПРОЦЕССЫ УПРАВЛЕНИЯ В
АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
Среди систем автоматического управления встречаются ав-
токолебательные системы, у которых частота автоколебаний вы-
бирается много больше спектра возможных частот процесса уп-
равления.
Поэтому переменная на входе нелинейного звена может быть
представлена двумя составляющими
)()()(
*
0
txtxtx
, (13.45)
где
)(
0
tx
- медленная составляющая по сравнению с автоколеба-
тельной (быстрой)
)(tx
, обусловленная управляющим воздействи-
ем (см.рис.10.1);
пускания последующего линейного звена 2. Поэтому вынужден-
ные колебания отсутствуют на выходе этого звена.
Сигнал на входе нелинейного звена содержит быструю (
*
x
) и
медленную (
0
x
) составляющую
*
0
xxx
,
где
310
xxx
,
ttgx
в
sin)(
1
*
.
В этом случае, как следует из формулы (13.3),
0;
AB . (13.40)
Наличие внешнего периодического сигнала позволяет ликви-
дировать гистерезисную петлю и зону нечувствительности реле
для медленного (управляющего) сигнала
)(tg
.
Для этого сигнала нелинейное звено будет представлено только
коэффициентом усиления
0
Κ
. Например, для релейного элементаа
с зоной нечувствительности (рис. 10.16,а) коэффициент
0
Κ
мож-
но определить по формуле (13.35) с учетом равенства (13.40)
aB
aΒ
C
Κ
,
2
22
0
. (13.41)
Амплитуда
вибрационного воздействия должна обеспе-
чивать срабатывание элемента при максимальном значении сиг-
нала управления:
max
0
xaΒ
, (13.42)
где
0
x - максимальное значение медленного сигнала на входе не-
линейности, до которого требуется обеспечить линейность релей-
ного элемента.
ПРИМЕР 13.2
Устойчивость к вибрационным помехам нелинейной системы
В летательных аппаратах высокочастотная вибрация корпу-
са может передаваться оси гироскопа, вызывая ее быстрое дви-
жение относительно пространственных осей аппарата. Управляю-
щее воздействие на руле аппарата вызывает медленное движение
оси гироскопа относительно пространственных осей аппарата. Та-
ким образом, на выходе нелинейности в цепи управления электро-
привода руля (эта нелинейность типа “насыщение”, показанная на