Построение структурной схемы следящей системы

Определение параметров схемы контура тока, влияние статической ошибки по скорости на качественные показатели. Структурная схема контура скорости, определение структуры и параметров регулятора. Принципиальная схема регулятора. Выбор величины емкости.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 07.08.2013
Размер файла 398,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Построение структурной схемы следящей системы

ТУ2дттптп=0,0042 с.

Отсутствие фильтра в контуре скорости приводит к тому, что Тдс=0, и суммарная постоянная контура скорости становится равной:

ТУ1=2ТУ2дс=2ТУ2кт=0,0084 с.

Предположим, постоянная фильтра в контуре тока приблизительно равна постоянной тиристорного преобразователя, постоянная фильтра в контуре скорости постоянной контура тока. В этом случае при наличии фильтров малая суммарная постоянная контура скорости ТУ1=8Ттп=0,0472 с, а в случае отсутствия фильтровТУ1=2 Ттп=0,0118 с. Постоянная контура скорости при настройке на ОМ при отсутствии фильтров ТксУ1=0,0118 с, при наличии их Ткс=2ТУ1=0,0236. То есть быстродействие контура скорости при отсутствии фильтров в два раза выше.

На рис. 1 приведена схема контура тока, где указано место включения фильтров в системах стабилизации скорости. В нашем случае исключим их из схемы.

В этом случае структурную схему контура тока можно представить в виде, приведенном на рис 2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Схема контура тока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Структурная схема контура тока

Регулятор контура тока по известным причинам настраивается на ОМ.

Определим параметры схемы контура тока (рис. 1). Сопротивления Rот, Rзт определяются из условия Rот/ Rзт2, при этом следует принять:

если в2<1 Rот=1 кОм,

Rзт= 1/ в2

Rзт= 1/0,031=32,26 кОм,

Rзт=33 кОм

Емкость конденсатора определим из соотношения:

или

C=0,015/1000=0,000015 Ф= 15 мкФ.

Свернув контур тока, получим передаточную функцию контура тока в виде:

Определим коэффициент обратной связи по току:

Поскольку коэффициент передачи контура тока равен , то при максимальном напряжении на выходе регулятора скорости (в аналоговых системах Uрсmax=10в) Iя max=10*К-1от, откуда получим Кот=10 / Iя max=(10/28,4)=0,3521. Этот коэффициент образуется следующими элементами обратной связи: падением напряжения на сопротивлении шунта Rш, усилителем датчика тока (ДТ) Кдт, Сопротивления фильтра в обратной связи по току Rф и сопротивлением на входе регулятора

Rт. Кот= Rш КдтКтили, Кт= Кот / (Rш Кдт),

где Кт - коэффициент приведения обратной связи по току к задающему входу. В следящих системах фильтр в обратной связи не используют, тогда Кт=Rзт/ Rт

При решении задачи синтеза регулятора контура скорости, как правило, членом, содержащим пренебрегают, ввиду его малости. Тогда передаточная функция контура будет:

Статическая ошибка по скорости на качественные показатели контура положения практически не влияет, поэтому в промышленных следящих системах, построенных по такому принципу, используют П - регулятор, что позволяет получить максимальное быстродействие контура. По той же причине фильтр в обратной связи по скорости исключают, тогда постоянная датчика скорости Тдс=0. Структурная схема контура скорости с учетом вышесказанного примет вид, приведенный на рис. 3.

Настройка контура тока, исходя из максимального быстродействия, выбирается таким образом, чтобы первая сопрягающая частота после частоты среза (щс) была бы равна 2щс, то есть:

щс=1/2Ткт ==59,52

или Краз=1/2Ткт =59,52 «Оптимум по модулю».

.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. Структурная схема контура скорости

Схема контура скорости, соответствующая структурной схеме приведена на рис. 4.

Рис. 4. Схема контура скорости

Коэффициент передачи тахогенератора определить из соотношения

где Uтг - крутизна изменения выходного напряжения.

Тахогенератор выбрать по максимальной скорости двигателя из таблицы 5.

Выбираем ТД-101 так как скорость двигателя 1500 об/мин=157 рад/с.

Таблица 1.1 - Тахогенераторы

Наименование типа

Напряжение возбуждения, В

Ток возбуждения, А

Номинальная частота вращения, об/мин

Активное сопротивление нагрузки, Ом

Масса, кг, не более

ТП-7520-0,2

Постоянный магнит

-

3000±15

0,5

ТД-101

110±1,1

задается напряжением

1500±15

140±4

0,7

ТД-102

110±1,1

задается напряжением

1500±15

450±13

0,7

ТД-102В

110±1,1

задается напряжением

1500±15

450±13

0,7

ТД-103

110±1,1

задается напряжением

1500±15

1200±36

0,7

ТГ-1

задается током

0,3±0,075

1100±11

10000±300

1,79

ТГ-2С

задается током

0,3±0,075

2400±24

2000±60

1

СЛ-121Г

110±1,1

0,09

3000±30

2000±20

0,45

Поскольку коэффициент передачи контура скорости равен , то при максимальном напряжении на входе системы (в аналоговых системах Uрсmax=10в) щн=10*К-1ос, откуда получим Кос=10 / щн =10/157=0,064. Этот коэффициент образуется следующими элементами обратной связи: напряжением на зажимах тахогенератора Uтг, делителем R, фильтром в обратной связи по скорости Rфс и Сфс сопротивлением на входе регулятора Rс. тогда

Кос= КтгКс где, Кr=R= 0,5 (const)

или, Кс= Кос / (Ктг)=0,064/0,5*0,248=0,52

где Кс - коэффициент приведения обратной связи по скорости к задающему входу.

Определим параметры схемы контура скорости (рис. 4). Сопротивления Rос, Rзс определяются из условия Rос/ Rзс1, при этом следует принять: при в1>1, то Rос=106 кОм, Rзс=1 кОм.

С другой стороны Кс=Rзс/ Rсиз этого соотношения и определим величину сопротивления Rc.

Rc=Rзсс=1/0,52=1.92 кОм

Свернем контур скорости, тогда передаточная функция контура скорости примет вид:

В результате получим следующую структурную схему контура положения:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5. Структурная схема следящей системы

Эта структурная схема является исходной для синтеза регулятора следящей системы.

2. Определение структуры и параметров регулятора контура положения

При решении задачи методом ЛЧХ последовательность решения задачи следующая:

1. Строим ЛАХ () разомкнутой нескорректированной системы, предварительно приведя ее к одноконтурной;

2. Строим желаемую ЛАХ () исходя из требований предъявляемых к системе;

3. ЛАХ регулятора получаем путем вычитания ЛАХ нескорректированной из ЛАХ желаемой .

4. По получаем структуру и параметры регулятора.

Низкочастотная часть ЛАХ строится таким образом, чтобы обеспечить точность отработки входного воздействия при его известных предельных параметрах: максимальной скорости , максимальном ускорении и допустимой ошибке слежения .

Закон изменения входного сигнала удобно представить в виде некоторого эквивалентного гармонического воздействия с заданными предельными характеристиками:

Тогда

, где (2.1)

, где (2.2)

Из (2.1) и (2.2) можно получить :

(2.3)

При оценке точности проектируемой системы на входе ее следует сформировать именно это воздействие.

Полученные параметры эквивалентного воздействия используются для построения так называемой «запретной зоны». Доказано, что ошибка слежения не будет превышена если ЛАХ системы пройдет выше запретной зоны (см рис. 6).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6. Запретная зона

При построении желаемой ЛАХ в среднечастотной области необходимо руководствоваться следующими соображениями:

1) она должна пересекать ось 0 дец с наклоном -20 дец/дек (на частоте среза =59,52);

2) протяженность среднечастотной области по возможности должна быть как можно продолжительней, обеспечение этого условия позволяет минимально возможную колебательность в системе. Высокочастотная часть ЛАХ практически не оказывает влияния на динамику системы при условии, что:

200

где - сопрягающая частота ближайшая справа к частоте среза.

Построим запретную область.

6

Вычисли добротность системы по скорости ():

Определим коэффициент усиления регулятора () из следующего выражения:

Тогда

Сопрягающая частота для колебательного звена:

Порядок построения желаемой ЛАХ

Строим запретную зону, используя следующие данные logщ3 и Lк.

Строим ЛАХ нескорректированной системы L(0)=20logKКред и сопрягающая частота щ=щ3

3. Сопрягающую частоту выбираем таким образом, чтобы среднечастотный участок желаемой ЛАХ был симметричным относительно частоты среза, а сопрягающую частоту справа от частоты среза принимаем равной щ3.

Все вышесказанное иллюстрируется на рис. 11

Низкочастотные части нескорректированной () и желаемой () ЛАХ сливаются с границей запретной зоны

По ЛАХ регулятора получим структуру и параметры регулятора. Регулятор имеет 2 сопрягающие частоты . При этих сопрягающих частотах ЛАХ меняет наклон на 20 дец/дек (это говорит о том, что регулятор содержит 2 звена первого порядка: одно в знаменателе (на частоте наклон меняется на - 20 дец/дек) и одно в знаменателе (на частоте наклон меняется на +20 дец/дек). Таким образом передаточная функция регулятора будет иметь вид:

,

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7. Иллюстрация 2 синтеза регулятора методом ЛАХ

3. Принципиальная схема регулятора

Для технической реализации регулятора необходимо использовать операционные усилители. В рассмотренном примере для передаточной функции регулятора вида одна из возможных принципиальных схем будет иметь вид, представленный на рис. 8.

Рис. 8. Принципиальная схема регулятора положения

Параметры схемы определяются из соотношений:

1,8

Другой вариант схемы

Данная схема соответствует передаточной функции регулятора вида:

Параметры схемы - номиналы сопротивлений и емкости можно получить из следующих соотношений.

контур ток скорость регулятор

При выборе величины емкости следует стремиться к тому, чтобы она не превышала единиц микрофарад.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Структурная схема системы регулирования скорости двигателя постоянного тока. Расчет и определение параметров регуляторов тока и скорости. Логарифмические частотные характеристики контура тока. Передаточные функции разомкнутых контуров тока и скорости.

    лабораторная работа [147,4 K], добавлен 14.05.2012

  • Проектирование системы однозонного регулирования скорости. Структурная схема заданной части автоматизированной системы управления. Расчет датчиков тока и скорости. Выбор комплектного электропривода и трансформатора. Синтез цифрового регулятора скорости.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 25.12.2014

  • Технические характеристики расчета параметров силовой части. Формирование желаемой передаточной функции для контура тока. Определение разомкнутой передаточной функции контура. Определение частоты квантования входного сигнала регулятора контура положения.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 18.08.2013

  • Функциональная и структурная схема канала регулирования. Синтез регулятора тока и скорости. Статический и динамический расчет системы и переходных процессов. Качество настройки регулятора. Принципиальная электрическая схема якорного канала регулирования.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.09.2012

  • Расчет числа элементов аккумуляторной батареи и ее емкости. Определение параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора. Схема токораспределительной цепи. Расчет защитного контура заземления. Размещение оборудования и защитного контура.

    курсовая работа [246,2 K], добавлен 12.02.2013

  • Техническая характеристика конвейерного транспорта, разработка системы автоматического управления. Выбор силового электрооборудования. Построение структурной схемы регулирования тока, контура регулирования скорости. Синтез системы векторного управления.

    курсовая работа [842,6 K], добавлен 27.03.2013

  • Составление структурной схемы электропривода с непрерывным управлением. Выбор элементов системы автоматизированного непрерывного регулирования. Моделирование двухконтурной системы по току якоря. Расчет контура регулирования по скорости вращения вала.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.01.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.