Проектирование системы автоматического слежения

, (1.4)

где Jp = 10-4[кг×м2] – момент инерции редуктора.

4. Мнеобх – необходимый момент на валу двигателя(1.5):

, (1.5)

.

Выбранный двигатель проверяем, удовлетворяет ли он по моменту и скоростью в соответствии с условиями:

, , (1.6)

где l – коэффициент допустимой перегрузки двигателя по моменту (для двигателя постоянного тока l=10,0);

а – коэффициент допустимого краткочасного увеличения скорости двигателя сверх номинала, обычно а=1,20–1,50.

1.3 Выбор усилителя мощности

Как усилитель мощности используется ЭМУ с поперечным полем. При выборе усилителя необходимо придерживаться условий:

- номинальная мощность усилителя Рун должна удовлетворять неравенству:

, (1.7)

где hд – КПД двигателя.

- номинальное напряжение усилителя должна быть не меньше, чем номинальное напряжение исполнительного двигателя;

- номинальный ток усилителя должен быть не меньше, чем номинальный ток двигателя.

Исходя из этих условий, выбираем тип ЭМУ[1, приложение В], данные заносим в таблицу 1.4.

Таблица 1.2 – Технические данные ЭМУ-12А3 с поперечным полем

2. Составление передаточных функций элементов системы слежения

2.1 Исполнительный двигатель

Передаточная функция исполнительного двигателя за углом поворота имеет вид(2.1) (если не учитывать индуктивности цепи якоря):

, (2.1)

где - коэффициент усиления двигателя, равный(2.2):

, (2.2)

,

-электромеханическая постоянная времени, равная(2.3):

, (2.3)

где a=1,2- постоянный коэффициент;

; (2.4)

;

; (2.5)

;

Jс- суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя, вычисляемый по формуле:

, (2.6)

.

Таким образом получим электромеханическую постоянную времени:

Передаточная функция имеет вид:

2.2 Электромашинный усилитель

ЭМУ с поперечным полем служит для усиления и преобразования сигнала рассогласования к величине, достаточной для управления исполнительным двигателем.

Передаточная функция ЭМУ(2.7):

, (2.7)

где Ту, Ткз- постоянные времени обмотки управления и короткозамкнутой обмотки якоря ЭМУ,

КЭМУ- коэффициент усиления ЭМУ по напряжению(2.8):

, (2.8)

UЭМУ- напряжение на выходе ЭМУ;

Uy- напряжение обмотки управления ЭМУ(2.9):

, (2.9)

где Py, Ry- соответственно мощность и сопротивление обмотки управления ЭМУ.

Передаточная функция ЭМУ примет вид:

2.3 Усилитель

Усилитель служит для согласования выходного сигнала с входным сопротивлением обмотки управления ЭМУ. Его можно считать безинерционным звеном с передаточной функцией(2.10):

,(2.10)

т. к. в расчетах принимаем Ку=1.

2.4 Фазовый детектор

Фазовый детектор (фазочувствительный выпрямитель) служит для преобразования сигнала переменного тока в сигнал постоянного тока с учетом фазы.

Передаточная функция фазового детектора(2.11):

,(2.11)

где Кфд- коэффициент усиления фазового детектора.

В расчетах принимают Кфд=1.

2.5 Измерительный прибор

Измерительный прибор (сельсина пара) измеряет разницу (рассогласование) между значениями входной и выходной величины. Его задачей является генерация управляющего сигнала, пропорционально рассогласованию.

Передаточная функция измерительного прибора(2.12):

,(2.12)

где Квп- коэффициент усиления измерительного прибора.

В расчетах принимают Квп=1.

2.6 Редуктор

Передаточная функция редуктора(2.13):

,(2.13)

На рисунке 2.1 представлена структурная схема системы слежения для автоматического управления, которое мы рассматриваем.

 Скачать реферат