Файл: Алферов, С. А. Динамика зерноуборочного комбайна.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 76

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

При этом считаем, что в окрестности точки М х соответствующие

частные производные = Ьг и — ■= Ь2 постоянные.

Если САР постоянства параметра К настроена таким образом, чтобы поддерживать качество процесса, соответствующее точке М lt постоянным, т. е. Кі — const, то она должна изменить технологи­ ческий режим так, чтобы он характеризовался не точкой М 2, а точкой М 2, в которой

Д/G = А/Сь

(IV. 164)

Рис. 63. Диаграмма регулирования качества сепарации

 

 

Величина

 

 

 

 

 

 

 

(IV.165)

 

A/G = h кт2+ b2Att>2.

 

 

Подставляя значения Д /G и ДА і из выражений

(IV. 165)

и

(IV. 162) в

зависимость

(IV. 164),

получаем

 

 

(IV. 166)

 

Ь\ t^tn2 ~h b2 До)2 — b2 A(ûi.

 

 

Обозначив A(Ö2 — AMI =

ôco,

имеем

 

 

 

 

 

 

Jî5L =

_

А . =

tg а.

 

 

(IV. 167)

 

Дт2

 

b2

 

 

 

 

 

 

Из функции качества процесса сепарации

К =

/ {щ,

w)

на

рис. 62, б

следует, что

-А. =

Ьх <

0, а А -

=

б2 > 0,

значит

 

 

t g a

=

А > 0 .

 

 

 

(IV. 168)

 

 

 

 

 

^2

 

 

 

 

 

 

Если рассечь поверхность К = / {tn< ®) на Рис62, б горизон­

тальными

плоскостями

К = Къ

К = К 2, • ••>

К — Кп>

гДе

Аі > /Са >

>

то

проекции

кривых

пересечения

на

плоскости тОсо будут иметь вид, показанный на рис. 63, б. Пря­ мая пп, проведенная через точку М х под углом а, является каса­ тельной к соответствующей кривой п^п-у, вдоль которой соблю­ дается постоянство качества К процесса сепарации. Регулятор


постоянства параметра К настраивается для следования вдоль касательной пп к кривой п 1п 1 под углом а или под другим углом, близким к а.

Диаграммы на рис. 62 и 63 позволяют провести подробный анализ различных процессов регулирования качества с учетом

свойств

продукта, тяговой способности

передач и

двигателя,

а также

с учетом выбранного значения

топт для

конкретных

условий

уборки и возможных ограничений.

 

Рассмотрим статические характеристики датчиков такой САР постоянства параметра К (рис. 64). Сопоставим параметр К с дру-

Рис. 64. Схема динамической системы комбайна с регулятором качества

гим фиксируемым в САР параметром А, например статическим давлением. Пусть изменение давления ДА, в системе будет пропор­ ционально Д/С:

ДА = с0 ДА,

(IV. 169)

где с0 — коэффициент пропорциональности.

Изменение данного параметра А определим из выражения

ДА = сх Ат + с2х,

(IV. 170)

где Сц с2 — коэффициенты статических характеристик датчиков,

замеряющих соответственно

изменение подачи Ат

и отклонение угловой скорости молотильного бара­

бана X — Дм.

 

(IV. 169) и (IV. 170) получим

На основании выражений

 

 

=

 

Ат + ^~х.

(IV.171)

 

 

 

 

 

С0

 

Сопоставляя

выражения

(IV. 160)

и (IV. 171), имеем

Ci

1

Со

1

Сл

Со

 

t

= bl’

- i =

b* H t

= t

= = C o U J l H

- Т - = - у - = ^ а -

(ІѴЛ72>


Соотношение (IV. 172) позволяет выбрать правильные статиче­ ские характеристики датчиков (сх и с2) САР на основании име­ ющихся величин Ьх и Ь2 из функции качества (IV. 160).

Покажем, что данный астатический регулятор параметра К или Л, будет статическим относительно параметра тх. Передаточ­

ная функция

(р) параметра АХ от F (t) в замкнутой САР ка­

чества (см. рис. 64) будет

 

 

 

 

фі ІР) = 1+ IF, (p)Wu(p)

(IV, 173)

где

Wi (р) =

kje-^p {сг + е - х°рсг lkxWxx (р) +

kuWxu (р) 1}

с уче­

том,

что fx — kx Атхе~х*Р\ fu = ku Атхе~х*р.

 

коор­

Принимая

во внимание малое влияние величины fu на

динату X, полагаем с сохранением общности

выводов

 

buWxu(P) с%е~х*Ръ 0.

Тогда

Wj (р) kxtr*'P [сх + e~x*pkxWxx (р) с2];

Wи {р) = Wpet (р) Wу Аівар (р) С,

где Wрег (р) =

k{pfp-----

передаточная функция астатического

регулятора;

С— коэффициент при выводе уравнения (IV.54).

Подставляя значения величин W\ {p) и Wn (р) в зависимость (IV. 173), получаем

Ф / N

____________ kxé ~ XlP [сх + е~~ХгР kxWxx (р) с2]____________

1

1+ Ѵ ~ ТіР [сх + e - x>pkxWxx (р) с2] Wpee(p)WyMeap(p) С '

 

(IV. 174)

Рассмотрим отклонение регулируемого параметра АХ при уста­ новившемся режиме, т. е. при р = 0. Как видно из зависимости (IV. 174), Фх (0) = 0 при астатическом регуляторе. Таким образом, АХ —>0 при р — 0. Так как из схемы на рис. 64 величина

АХ ^ [сх + e~x*pkxWxx (р) с2] AmT,

(IV. 175)

то АХ — 0 при р —>0 означает возможность двух условий:

АЛ, — 0, так

как Атх —*0 при р = 0;

 

АЛ, — 0, так как

[сх + e~x*pkxWxx (р) с21 = 0

(IV. 176)

 

 

при Атх ф 0 и р —>0.

Второе условие выполняется вдоль линии пп (см. рис. 63, а).


 

^Г = — e~ t2P‘M ^ ( p ) |p^o== — kxkxx = — tga, •

(IV. 177)

 

^2

 

 

 

 

 

 

где

k x x — коэффициент усиления, получаемый

из передаточной

Из

функции

Wxx (р)

при

р — 0.

 

 

соотношения

(IV. 177)

имеем

 

 

 

 

 

kxx = -

^ .

 

(IV. 178)

Выражение

(IV. 178) означает,

что если из

условия

функции

качества tg a =

const, то при повышении коэффициента k x в связи

с изменением физико-механических свойств обмолачиваемого продукта величина k xx должна быть уменьшена, т. е. падение угловой скорости на единицу приложенной нагрузки должно быть меньше. Это возможно при ужесточении (усилении) тяговых характеристик передач и приводного двигателя.

Выражение (IV. 178) связывает функцию качества tg a, коэффи­

циент усиления k xx и физико-механические свойства

продукта k x

в одно

целое.

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем теперь передаточную функцию Ф2 (р) изменения по­

дачи

Атх от F (t) в данной

замкнутой САР (ск. рис. 64).

 

 

 

 

( Р )

=

Ѵ І (Р)

 

 

 

(IV. 179)

 

 

 

 

l + w[(p)Wu (p) ’

 

где

W\ (р)

= &ів-ТіР;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W b (р) ~ [ci +

e ~ ^ k xWxx(p) c2] Wpez (p) Wy A i eap (p)C.

Подставляя значения величин, W{ (p) и W'u (p) в выражение

(IV. 179),

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

Фг(Р) =

 

 

k^e

XlP

 

 

 

ІСі +

е - Х‘Р*Х1Рхх

(P)

C.1 WPee(p) Wy \ ieap( p ) C '

 

 

 

1 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(IV. 180)

Если в установившемся режиме при

ДА, —>0 и р —* 0 соблю­

дается

второе условие (IV. 176), то

в

знаменателе

выражения

(IV. 180)

при р = 0 возникает неопределенность вида

 

 

 

Cl +

e - x>pkx Wx x (p)c.

 

 

 

0_

(IV. 181)

 

 

 

 

Я (Р ) Р

р ->о

0 ■

 

 

 

 

 

Эту

неопределенность

раскрываем

по

правилу Лопиталя:

ІІГП

Cj-f-e XlpkxWx x ( p )c 2

 

- jß - fci +

e

X*pkxWxx (p)

c2]-

 

 

 

 

 

 

= М.

р->о

 

R (P) P

 

 

 

 

 

 

 

 

р-»о

(IV. 182)

223


 

Д1 = —

k x k xxCjt (т і

О-хх)

( j y

jg g ^

 

 

Т3

 

 

 

где ахх— коэффициент в передаточной функции

Wxx (р).

при

Функцию Ф2 (0) с учетом выражений (IV. 182)

и (IV. 183)

WyAieap (0) = — kyi

запишем

так:

 

 

 

ФА 0) =

________ _____________

(IV. 184)

 

k i k p esk x k xxc2 (T J

а хХ) k y i C

 

 

T,

На основании выражения

(IV. 184) статическая

ошибка

à.tncm

для

координаты пгх

при соблюдении

X = const

будет

 

 

 

^ mcrn

______________F cm______________________

 

(IV. 185)

 

 

k l kpeakx kx x C2 ( T 1 +

a x x )

ky i C

 

 

 

 

 

 

 

где

Fcm — lim F (t) — статическое или

установившееся

значение

 

t

со

внешнего возмущения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, данная астатическая система обеспечивает

выходную координату X (или К) с нулевой статической ошибкой,

а координату тх в общем случае с ненулевой, т. е.

Дпгст ф 0

при

АХ —* 0.

Если в

выражениях (IV. 174)

и (IV. 180)

принять

с2 =

0 или,

ввиду

малости,

kxWxx (р) с2

0, то САР

будет

астатической для обоих параметров X и тх. Следовательно, регу­ лятор постоянства подачи является частным случаем регулятора качества технологического процесса, например, в условиях юга

СССР или при небольших подачах хлебной массы.