РП
|
РС
|
РН
|
П;
К=2
|
П;
К=4
|
ПИ,
0,04
|
. Расчет передаточных функций звеньев системы
Найдем передаточную функцию шарико-винтовой
передачи:
Найдем ПФ редуктора Р2:
Найдем суммарный фазовый сдвиг, соответствующий
максимальному перемещению Хmax:
ПФ элемента сравнения с учетом того, что
преобразование безынерционное, будет
Найдем ПФ преобразователя напряжения сигнала
задания:
Величина напряжения, соответствующего величине
контурной ошибки на выходе ЧЭ, будет:
ПФ вращающегося трансформатора:
Найдем ПФ преобразователя фаза-напряжение:
Найдем ПФ звеньев, формирующих сигнал обратной
связи:
Найдем ПФ нормализатора сигнала ошибки:
3.1 Найдем ПФ чувствительного элемента:
3.2 Найдем ПФ регулятора положения:
3.3 ПФ последовательного корректирующего звена:
3.4 Найдем ПФ регулятора скорости:
3.5 Найдем ПФ регулятора напряжения:
3.6 Найдем ПФ тиристорного преобразователя:
3.7 Найдем ПФ исполнительного двигателя:
Найдем ПФ двигателя по возмущающему воздействию:
3.8 Найдем ПФ силового редуктора:
3.9 ПФ шарико-винтовой передачи определяется,
как:
Найдем ПФ нормализатора обратной связи по
напряжению:
3.10 Найдем ПФ тахогенератора:
Найдем ПФ контура напряжения:
Найдем ПФ контура скорости:
. Расчет передаточных функций САУ
.1 ПФ разомкнутой САУ:
4.2 ПФ разомкнутой системы по возмущающему
воздействию:
4.3 ПФ замкнутой САУ по управляющему
воздействию:
4.4 ПФ замкнутой САУ по возмущающему
воздействию:
4.5 ПФ замкнутой САУ по ошибке от управляющего
воздействия:
4.6 ПФ замкнутой системы по ошибке от
возмущающего воздействия:
5. Синтез корректирующих звеньв
.1 Синтез контура напряжения:
Найдем добротность исходного контура:
< 40.
Выбираем добротность µ=50.
Тогда коэффициент усиления дополнительного
усилителя
Определяем ПФ замкнутого контура напряжения:
Так как ,
то контур напряжения это апериодическое звено второго порядка, ПФ которого
можно представить в виде:
Найдем сопрягающие частоты:
.2 Синтез контура скорости:
Найдем добротность исходного контура:
Выбираем добротность µ=40
Тогда коэффициент усиления дополнительного
усилителя
Так как ,
то исполнительный двигатель является апериодическим звеном второго порядка,
т.е.:
Найдем сопрягающие частоты:
5.2.1 Определение ПФ корректирующего звена.
ЛАЧХ корректирующего звена определяется как:
.
В результате по полученной ЛАЧХ Lкз(ω)
записываем ПФ корректирующего звена
Так как полученная передаточная функция не
реализуется одним звеном, то разбиваем его на пять:
Коэффициенты передачи всех корректирующих
звеньев равны единице и прямолинейный участок низкочастотной области каждой из
них должен располагаться на горизонтальной оси, т.е. при 0 дБ. По полученным
ЛАЧХ корректирующих звеньев записываются соответствующие им передаточные
функции
; ;
;
Выбор схемы корректирующих звеньев и определение
значений входящих в нее элементов.
;
Постоянная времени знаменателя больше постоянной
времени числителя. Выбираем схему электрическую принципиальную корректирующего
звена (КЗ), описываемой такой передаточной функцией [2]. Схема КЗ приведена на
рис. 7.
.
Элементы схемы и параметры передаточной функции
звена определяются следующими соотношениями
;;
.
Числовые значения коэффициента передачи и
постоянных времени звена должны быть:
, ,
.
Задаемся значением входного сопротивления
цепочки 10
кОм, которое выбирается в диапазоне 5-10 кОм, что соответствует входным и
выходным сопротивлениям нагрузки, применяемых в электроприводах усилителей и
преобразователей. ,
Определяем значение сопротивления :
.
Определяем числовое значение емкости
конденсатора, мкФ:
В результате расчетов значения элементов
корректирующей цепочки будут:
, ,
Выбор остальных КЗ проводим аналогично.
Выбираем схему электрическую принципиальную
корректирующего звена (КЗ), описываемой такой передаточной функцией [2]. Схема
КЗ приведена на рис. 8.
.
; .
, ,
.
.
В результате расчетов значения элементов
корректирующей цепочки будут:
.
Выбираем схему электрическую принципиальную
корректирующего звена (КЗ), описываемой такой передаточной функцией [2]. Схема
КЗ приведена на рис. 9.
.
; ;
.
, ,
.
,
.
В результате расчетов значения элементов
корректирующей цепочки будут:
, ,
.
Определяем коэффициент передачи корректирующего
звена
,
.3 Синтез контура положения.
Определим передаточную функцию замкнутого
скорректированного контура скорости:
где:
- передаточная
функция разомкнутого скорректированного контура скорости.
где:
тогда
, где:
.
Определим передаточную функцию исходного контура
положения:
, где:
.
Определяем коэффициент усиления дополнительного
усилителя:
Так как а3 << а2 то
им можно пренебречь и передаточную функцию исходного контура положения примет
вид:
Так как
Следовательно контур положения является
колебательным звеном, тогда:
; ;
20lgµ=20lg166,7=44,4
Построение желаемой ЛАЧХ
Перерегулирование s < 30%.
Выбираем частоту среза:
5.3.1 Определение ПФ корректирующего звена.
ЛАЧХ корректирующего звена определяется как:
.
В результате по полученной ЛАЧХ Lкз(ω)
записываем ПФ корректирующего звена
Так как полученная передаточная функция не
реализуется одним звеном, то разбиваем его на несколько:
Коэффициенты передачи всех корректирующих
звеньев равны единице и прямолинейный участок низкочастотной области каждой из
них должен располагаться на горизонтальной оси, т.е. при 0 дБ. По полученным
ЛАЧХ корректирующих звеньев записываются соответствующие им передаточные
функции
;
;
.
Выбор схемы корректирующих звеньев и определение
значений входящих в нее элементов.
Выбираем схему электрическую принципиальную
корректирующего звена (КЗ), описываемой такой передаточной функцией [2]. Схема
КЗ приведена на рис. 10.
.
; ;
.
, ,
.
,
В результате расчетов значения элементов
корректирующей цепочки будут:
, ,
.
передача редуктор автоматический
управление
Определяем коэффициент передачи корректирующего
звена
,
Так как второе корректирующее звено идентично
первому то его расчет производить не будем.
Выбираем схему электрическую принципиальную
корректирующего звена (КЗ), описываемой такой передаточной функцией [2]. Схема
КЗ приведена на рис. 11.
.
; ;
.
, ,
.
,
В результате расчетов значения элементов
корректирующей цепочки будут:
, ,
.
Определяем коэффициент передачи корректирующего
звена
,
Список использованной литературы
1. Бесекерский В.А., Попов Е.П.
Синтез систем автоматического регулирования. - М.: Наука, 1972. - 326 с.
. Проектирование инвариантных
следящих приводов / В.Н Яворский, А.А. Бессонов, А.И. Коротаев и др.; Под ред.
В.Н. Яворского . - М.: Высш. шк., 1963. - 420 с.
. Следящие приводы / Е.С. Блейз,
Ю.А. Данилов, В.Ф. Казмиренко и др.; Под ред. Б.К. Чемоданова: В 2 кн.- М.:
Энергия, 1976.
. Автоматизированное проектирование
следящих приводов и их элементов / В.Ф. Казмиренко, М.В. Баранов, Ю.В. Илюхин и
др.; Под ред. В.Ф. Казмиренко. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 240 с.
. Автоматизированное проектирование
систем автоматического управления / Я.Я. Алексанкин, А.Э. Боржовский, В.А.
Жданов и др.; Под ред. В.В. Солодовникова. - М.: Машиностроение, 1989. - 244 c.