Введение к работе
Актуальность mejsu. '
, г настоящее время для создания новых типов летательных-и косми-. , лчзйдаі аппаратов, а такав для моделирования различных рзкимов'работа . этих аппаратов (включая их систем»' управления) проводятся различные испытания в условиях, приближенных к условиял реального полета. Прп этом испытанию подвергаются как электромеханические компоненты полетной системы (инерциальная система, рулевые приводы и т.д.), .так и биомеханические компоненты (система кровообращения и вестибулярная .. система человека).
Для динамической имитации полета в числе других используется имитационный стенд в виде вращающейся консоли центрифуги с кабиной па конце, в которой располагаются человек-испытатель, и/пли' спёцпализи-роьаяное оборудование для испытаний. Система управления стендом с алгоритмом динамической имитации, реализующим математическую модель . ( полета (эта модель не исследуется в настоящей работе), задает нзста- ционарное вращение консоли центрифуги вокруг вертикальной осп.
Однако при этом возникают изгибине колебания консоли центрифуги, в тем числе низкой частоты, которые порозэдают ложные ускореггия кабины" на конце консоли, мешающие имитации полета, а пассивное демпфирование в консоли и стенде в целом оказывается не достаточным.
Поэтому требуется демпфировать эти' изгибше колебания,'но нз изменяя при этом основные механические параметра стенда-центрифуги и алгоритм динамической имитации полета.. .
С теоретической точки зрения поставленная- практическая задача представляет интерес как задача управления колебаниями слоеной Меха- ' нйческой системы, представляемой моделями с сосредоточенными или распределенными параметрами. Возникающая в ходе исследования задача 'стабилизации Стационарных движений й целого класса нестационарных движений такке представляет самостоятельный интерес.
Реализация предложенных алгоритмов активного демпфирования колебаний центрифуги потребовала создания специализированного программного обеспечения и система обработки информации о текущих изгибпнх колебаниях упругой консоли центрифуги.
. Цель работ.
Пусть программная угловая скорость вращения консоли центрифуги реализует алгоритм динамической имитации полета и описывается некоторым' классом стационарны?; или нестационарных угловых скоростей.
Необходимо демпфировать изгибвые колебания консоли, возникающие в процессе ее вращения, так как они мешают имитации полета.
Для этого предлагается найти закон добавочного управления основным двигателем центрифуги в виде обратной связи, синтезируемой на основе информации о динамических деформациях консоли в процессе ее стационарного или нестационарного вращения.
Необходимо предложить систему обработки информации о текущих изгибных колебаниях консоли, формирующей управление двигателем центрифуги и осуществить численное моделирование управляемого процесса вращения консоли.
Научная новизна.
Получены эффективные условия стабилизации стащинарных вращений для конечномерной стержневой модели (многозвенника) и для модели центрифуги с распределенными параметрами.
Получено решение задачи частичного демпфирования колебаний в конечномерной модели при нестационарных вращениях.
Эти результаты показывают возмошость активного демпфирования изгибных колебаний стационарно или нестационарно вращающейся консоли с помощью добавочного управления вращением, .синтезируемого на основе информации о динамических деформациях консоли.
.Разработано программное обеспечение моделирования нестационарных Колебаний широкого класса конечномерных механкізских систем.
Практсческая ценность.
Разработаны и вйедрены специализированное программное обеспечение для активного демпфирования изгибных колебаний и система обработки информации о-динамических изгибах упругой консоли центрифуги, формирующие управление двигателем центрифуги, не изменяющие основные механические параметры стенда-центрифуги и алгоритм динамической і штации полета.
Это позволяет осуществить моделирование управляемого процесса вращения консоли и улучшить динамическую имитацию полета на стенде-центрифуге.
Апробация работы.
Основино результаты работы докладывались на семинаре МГУ "Управление в механических системах" (руководители: прей, В.В. Александров, проф. Н.А.Парусников, д.ф.м.н. A.M. Формалъский), на семинара, кафедры '"Прикладной мэганики и управления" в Iffli' Механики ГІГУ (руководитель: 'акчл. Ї)Л. Изшіпскйй), па iv Г;со союзной школо-езмшаре
по навигации и управлению (Феодосия, 19эо). Опубликованы тезисы на Всесоюзную научно-техническую конференцию "Тренажеры и компьютеризация профессиональной подготовки" (Калининград, 19эх). По теме диссертащш опубликованы - три работы.
Структура работ. .
' Диссертация состоит из введени:, трех глав, разбитых на ю параграфов, заключения и списк~ литературы. Диссертация включает 94 страницы, с 7 рисунками и э графиками.