Таким образом, чтобы найти искомые коэффициенты полинома (2-234), необходимо решить систему нормаль ных уравнений (3-238) относительно неизвестных Ао,
A i , А%, . . . , А г .
С целью демонстрации возможности практического использования описанного метода и алгоритма целе вого синтеза рассмотрим в качестве примера приложе ние указанных выше положений к системе СЭММ с дву мя степенями свободы, у которой независимые коорди наты и их скорости определены на входе системы как q\ — qe и q\ = i и на выходе как q-2 =qm=s и qz=s и, сле довательно, VF —Чг((, s).
Ниже рассматриваются некоторые особенности, ха рактерные при расчете динамики СЭММ по корректи рующим функциям.
в) Определение динамических характеристик и параметров СЭММ графоаналитическим методом построения кривой динамического перехода
Данные, полученные в результате прямого синтеза СЭММ (§ 3-1), дают возможность для принятой модели системы получить расчетное семейство кривых (рис. 3-28):
4f/w — f(F) при 6;,= const, |
(3-240) |
где значение б,- ограничивается предельными значения ми би и 6К, определяющими начальное и конечное поло жения подвижного звена системы б н ^ Л ^ б к ; би = 6о или соответствующими значениями x '„^X j^x K, где х„= = а/би = я/бо, a Xj = 'x6o/6j. В последнем равенстве при нято, что критический зазор бо равен начальному бц=бо, и определяющий размер, полученный по данным пря мого синтеза, соответствует указанному зазору, т. е.
х = ха.
Таким образом, расчет семейства кривых (3-240)
происходит |
при различных значениях Xj= const, полу |
ченных при |
6j = 6o+Ai6, |
где Дб — принятый шаг измене |
ния зазора |
в |
пределах |
изменения |
индукции Втт< В < |
< Вмакс. При |
этом верхний предел |
ВМакс определяется |
условиями насыщения материала, а нижний Втт—
|
|
|
|
|
значением, полученным по данным прямого |
синтеза |
при критическом |
(начальном) |
положении |
системы. |
В этом случае расчет x¥/w = f(B) |
и F = f(B) |
может быть |
выполнен по зависимостям, полученным |
ранее (2-75) |
И (2-76) или (2-78), |
в которых |
учтены выражения зна- |
ченнй корректирующих функций, отнесенных к данному значению xj и текущему значению индукции в стали В
в ее заданных пределах (бЫшг, Лмакс), т. е., например, по выражениям вида
|
|
(3-241) |
' = TT t 8"’ * + ( т т ’ ’"+ -Р Т |
х>] |
(3-242) |
В ' |
|
При -£75 |
|
|
При этом дополнительно определяется (рис. 3-28) значение и. с. при допустимом нагреве, отнесенное к установившемуся состоянию,
Fy = mKУ |
)„ ^ |
тоР |
и00допа 3 |
(3-243) |
г |
Ро.с |
|
|
и соответствующее значение н. с., отнесенное к моменту трогания системы,
2 Я , |
2 |
|
,5 О |
(3-244) |
Fтр |
+ * с)М 2 |
Цо?о ед xlio U |
|
Полученные зависимости и величины дают возмож ность определить при наличии характеристики измене
|
|
|
|
|
|
ния внешних (противодействующих) |
сил кривую дина- |
|
мического перехода (о— |
|
тр—ост—у), а следова |
|
тельно, |
|
и показатели |
ди |
|
намической |
эффективно |
|
сти механизма (рис. 3-28). |
|
Возможность определения |
|
кривой динамического пе |
|
рехода, |
времени движения |
|
^Дв и скорости в конце хо |
|
да v„ можно показать на |
|
примере |
реализации |
ме |
|
тода, |
|
предложенного |
|
Н. Е. Лысовым и подроб |
|
но изложенного в [Л. 76, |
|
93]. В |
|
рассматриваемом |
|
случае |
|
система уравне |
|
ний движения в конечных |
|
разностях несколько |
пре |
Рис. 3-28, |
образована |
и модифици- |
рована с целью возможности реализации оптимального синтеза при ручном или машинном расчете
Fyc, = FcPJ + C |
f T(jcSo) (AW/oi)j |
(3-245) |
^KOIlj |
|
(3-246) |
|
|
(3-247) |
f=i |
i=i |
|
здесь j — рассматриваемый участок движения якоря длиной А6; Fcpj-; vcpj — среднее значение и. с. и скорости на этом участке:
|
Fcpj= 0,5 ( F u a 4 j + FK0Bj); |
(3-248) |
|
ucpj= 0,5 (una4j + yKOHj); |
(3-249) |
Faa.4j, F„oHj, |
wHa4j. укою— соответствующие значения н. с. |
н скорости, |
отнесенные к началу и концу участка; |
A^Bj — приращение энергии на участке, |
развиваемое |
электромагнитом и необходимое по заданной характе ристике внешних противодействующих сил (рис. 3-24);
tnx= fm(x) — приведенная |
масса |
подвижных |
частей |
•(3-231); tKB\ |
Atj — полное время движения и время дви |
жения на /-м участке; |
(Mf/w)j — приращение |
потоко- |
сцепления |
на участке, |
отнесенное к одному |
витку; |
Cr, Ст— постоянные, которые |
учитывают параметры |
катушки и влияние стали при движении якоря, в первом приближении принимают Ст=1,2—1,4 или рассчиты вают, как было показано по (3-225).
Используя приведенные соотношения и рекоменда ции [Л. 57], можно определить кривую динамического перехода, а следовательно, искомые динамические ха рактеристики и параметры и в том числе
^мох> ^дв> ак> F у, W y l w .
г) Определение динамических характеристик и параметров СЭММ по методу аппроксимации семейства характеристик потокораспределения или нагрузочных характеристик
■Запишем систему уравнений движения для принятой модели механизма с двумя степенями свободы (см. § 1-2) в виде
Рис. 3-29. 354
|
Е = Rai-f |
<94? |
ds |
|
di |
di |
|
|
|
|
Os |
dt |
|
dt |
(3-250) |
d-s |
|
|
ds |
г |
|
|
|
|
|
C„ |
|
|
tn At* |
|
R |
dt |
P* |
|
Простые преобразования дают возможность пред |
ставить эту систему в несколько ином виде |
|
|
|
|
оФ* |
do |
|
, |
cm* df |
|
|
|
-f + V tR 05 |
dt "Г0 R Of dt |
|
|
|
t |
|
|
|
|
dS |
(3-251) |
|
d**5 |
С (ЭФ* ,, |
|
Г |
D |
|
til dt |
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
(So - S ) |
|
|
|
|
|
|
|
c„ |
|
|
|
|
|
где .Fy(apc], E, 0 ДОЦ) = |
Ew/R — установившаяся н. с. ка- |
тушки; |
C*^ R=. - X h |
ЧГ* = Wjw, m = (a [jc], |
£) —■приве- |
|
|
P x c p r t |
|
|
|
|
|
|
|
|
"'OK№3.M |
|
|
|
системы; Rm— коэффи |
денная |
масса |
подвижных узлов |
циент трения; |
Ст — эластичность пружины; |
Рв.0 — на |
чальная |
противодействующая |
сила; |
6o=6 + s — началь |
ный ход; f — iw — текущая |
н. |
с. |
катушки; б — текущий |
зазор системы.
При этом в приведенной системе переменными, под
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лежащими определению, являются |
s(t) |
[пли |
6(0] |
и |
|
|
г(0 |
[или /(0 ]. |
остальные |
|
020 |
величины, |
входящие |
в |
|
уравнения, |
определяются |
|
|
|
|
или заданными |
исходны |
|
|
ми условиями |
проектиро |
|
|
вания |
или данными |
пря |
|
|
мого синтеза, проведенно |
|
|
го |
предварительно. |
Для |
|
|
практической реализации |
|
|
решения |
системы, |
|
как |
|
|
указывалось, необходимо |
|
|
аппроксимировать |
харак |
|
|
теристику |
потокораспре- |
|
|
деления Ч/ = XF*P(/, s ) ,ко |
|
|
торая, |
как предполагает |
|
|
ся, |
получена расчетом |
по |
данным прямого синтеза
500 1000 1500 2 0 0 0 2 5 0 0 А и исходным условиям.
проектирования.