ветвленной модели сказался, в первую очередь, на частоте первого

провала характеристики Lm

который несколько сме-

Дсод и а)

стился в область более высоких частот. Основное отличие характеристик обеих моделей от экспериментальных состоит в том, что тре-

модели лежит

тий резонансный всплеск ЛАЧХ Lm

До)д (/0))

ниже, чем в экспериментальной ЛАЧХ. Напротив, в характеристи-

Дызер (/со)

ках Lm

он оказывается приподнятым.

Дсод (/о))

Учитывая, что разветвленная модель проще, а также, что полученное для нее значение Tai = 0,151 с, характеризующее жесткость связи двигателя с платформой, близко совпадает со значением Тс21 = 0,16 с, полученным из других экспериментов, целесообразно остановиться на разветвленной схеме математической модели.

5.2. Скоростная подсистема следящего электропривода как система управления скоростью многомассового упруговязкого объекта

В гл. 4 рассмотрены возможности построения системы управления двухмассовым электромеханическим объектом, замкнутой по вектору состояния механизма. Теоретически и для многомассового упруговязкого объекта существует возможность, используя принцип модального управления и учитывая возможное наличие нулей передаточной функции, связывающей скорость зеркала с сигналом управления, осуществить ее замыкание по полному вектору состояния механизма. Однако целесообразность такого подхода вызывает сомнения по некоторым причинам:

1. Если резонансная частота первого тона упругих колебаний почти не изменяется при изменении положения зеркала по углу места, то, как это видно из приведенных экспериментальных частотных характеристик, высокочастотные резонансы менее стабильны, причем меняются не только резонансные частоты, но и конфигурация характеристики, что затрудняет использование модального регулятора с постоянной настройкой в тем большей степени, чем выше быстродействие, которое стремятся реализовать в системе.

2. Наличие токового контура и звеньев с другими малыми постоянными времени, так же как и при двухмассовом механизме, ограничивает возможное быстродействие, в результате чего может оказаться, что расширение объема информации о координатах объекта не даст желаемого эффекта.

3. Поскольку плавное движение исполнительного органа (зеркала) осуществляется электроприводом, характер изменения скорости двигателя, необходимый для обеспечения заданного закона перемещения ИО, становится тем более колебательным, чем выше

быстродействие системы, и может оказаться недопустимо колебательным в отношении условной работы самого двигателя и кинематической цепи.

4. Наконец, нельзя не отметить, что понятие «полного вектора состояния механизма» в известной мере условно, так как в такой сложной электромеханической системе, как крупный радиотелескоп, число масс разработанной модели ограничено, в первую очередь, полосой частот, в которой производились исследования в ходе идентификации. С большим основанием можно полагать, что если бы эта полоса была расширена, на более высоких частотах были бы обнаружены резонансные всплески ЛАЧХ, для учета которых пришлось бы еще увеличивать размерность модели.

С учетом сказанного можно сформулировать следующий подход к построению скоростной подсистемы антенной установки как сложной электромеханической системы.

Скоростная подсистема должна быть выполнеца так, чтобы при разумном ограничении размерности вектора координат, по которому осуществляется ее замыкание, в результате обеспечения требуемого характера изменения скорости двигателя при максимально возможном быстродействии обеспечивалось отсутствие в скорости исполнительного органа колебаний на частоте одного или двух низкочастотных резонансов при ограничении высокочастотных колебаний на допустимом уровне и при наилучшей возможной реакции системы на основное возмущающее воздействие.

Как показывает опыт, под «разумным ограничением размерности вектора координат .механизма» целесообразно понимать его ограничение иа уровне, соответствующем двух- или трехмассовому объекту. Тогда надо так выбрать быстродействие скоростной подсистемы, чтобы в первом случае характер динамики определялся тремя, а во втором - пятью управляемыми корнями, расположение которых на плоскости корней определяется выбранным стандартным распределением, а неуправляемые корни, обязанные своим существованием тому, что реальная размерность вектора координат механизма выше, а также наличию малых постоянных времени не оказывали бы существенного влияния на вид переходных процессов.

С этой целью в многомассовой системе возможно замыкание си-сте.мы через упрощенный наблюдатель, в основу которого положена упрощенная двух- или максимум трехмассовая модель объекта, собственные частоты которой выбраны равными частотам соответственно одного или двух нижних резонансных тонов многомассового механиз.ма. Такое построение системы позволяет при из.мерении скорости двигателя и скорости одной из масс механизма получать эффект, близкий к эффекту от расширения информации о непосредственно измеренных координатах объекта.

Определение параметров регулятора и наблюдателя скоростной подсистемы производилось в следующем порядке:

1. Наблюдатель выполняется на базе двух- или трехмассовой рядной модели, управляющим сигналом для которой является сигнал тахогенератора (©д) и параметры которой выбираются из условия совпадения частоты одного или двух резонансных всплесков ЛАЧХ модели с соответствующими низкочастотными резонансными всплесками ЛАЧХ объекта. Для трехмассовой модели без демпфирования матрица коэффициентов и матрица управления (см. рис. 2.21) имеют вид:

TclM

при r.iM =0,162; Г„2« = 0,022; Т, =0,24; Гмзм = 0,028 с. Эти значения выбраны из условий наилучшего воспроизведения моделью свойств объекта в полосе частот от нуля до частоты второго резонансного тона Г = 23 С. Поскольку сигнал ошибки восстановления выделяется по выходной координате, то С» = = 10 О О 11.

2. В соответствии со структурной схемой на рис. 2.21 объект описывается уравнением