Структурная схема и передаточная функция ас

Структурная схема всей АС получается как совокупность структурных схем всех элементов при сопоставлении входных и выходных сигналов воздействий. Регулируемой, выходной величиной всей АС является частота вращения первичного вала , т.к. по ней мы однозначно оцениваем мощность ДВС. Возмущающим воздействием, входом для всей АС является изменение дорожных сопротивлений . На рис.12 показаны как полная развернутая структурная схема, так и схема, получившаяся после преобразований, в процессе которых элементы АС в прямой и обратной цепи объединены в соответствии с правилами типовых соединений звеньев. Знаки сумматоров устанавливаются либо в соответствии с дифференциальными уравнениями элементов АС, либо по соотношению сигналов при отклонении элементов АС от установившегося. Например, верхний сумматор бесступенчатой передачи. Рассматриваем последовательность воздействий для всей АС: если возросли дорожные сопротивления , то возросли нагрузки и , при этом по характеристике ДВС следует уменьшение величины .

Это приводит к такому изменению , что передаточное число увеличивается и нагрузка должна уменьшаться ( ), т.е. в сумматоре действия и противоположного знака, и, значит, сумматор отрицательный.

Рассуждая подобным образом, легко убедиться, что нижний сумматор бесступенчатой передачи - положительный.

Находим передаточные функции и :

Передаточная функция всей АС

(8)

Подставляем в (8) найденные ранее передаточные функции элементов АС и получаем:

(9)

(10)

(11)

(12)

По статическим характеристикам можно определите численные значения всех коэффициентов за исключением постоянной времени сервопривода с жёсткой обратной связью . Величину определим позже из расчета желаемого максимального быстродействия АС управления трансмиссией.

Определение численных значений коэффициентов

Для проведения числовых расчетов необходимо знать численные значения ; и параметры выбранного для исследования установившегося движения машины и .

Исследуемый режим выбран для скорости машины 36 км/ч, т.е. соответствует 0,53 (см. статические характеристики, рис. 3).

Пользуясь выбранным масштабом, непосредственно по статической характеристике определяем:

рад/с; Н·м (отрезки и на рис. 3).

Для нахождения масштабов величин, относящихся ко вторичному валу определим и соответствующий этой величине крутящий момент (при КПД трансмиссии, равном единице):

После этого по отрезкам и находим:

рад/с; 6600 Н·м.

Из статической характеристики при = 36 км/ч: = 0,815.

Частные производные находим также по статическим характеристикам:

Здесь масштабы находятся по статическим характеристикам как числа единиц "натуры", приходящихся на 1 мм чертежа. В результате получаем:

Момент инерции первичного вала определяется приближенно для легкой, средней и тяжелой машин величину из следующего ряда 6; 10; 15 кг·м². Момент инерции вторичного вала, к которому приведены все массы вторичного вала, подвижной части ходовой системы и самой машины, приближенно находится по формуле:

кг·м²

где – масса машины, кг; – радиус ведущей звездочки, м; – коэффициент пропорциональности, учитывающий массу вращающихся частей ходовой системы, =1,3...1,45 (бóльшие значения выбираются для более легких машин).

Для рассматриваемого примера выбираем:

= 8 кг·м²; = 13000·0,28²·1,45 =1480 кг·м².

Находим численные значения коэффициентов передаточной функции по выражениям на страницах 19 и 23:

Заметим, что величины и меняются в зависимости от исследуемого режима движения машины, в частности, пропорциональна второй степени скорости машины .

Значение находится по выражению (6):