Определение аппаратного состава системы
В состав СНА входит:
Аппаратная часть, представляющая собой два независимых канала, каждый из которых обеспечивает управление СНА по своей координате и включает в себя:
БМ СНА имеет в своем составе:
Два электродвигателя
Два комплекта ДУ
Элементы обеспечения теплового режима (электронагреватель и термодатчик ) – в курсовой работе их не учитываем
БУ СНА имеет в своем составе:
БУП (блок управления приводом):
Регулятор
Микроконтроллер
ЦАП
ИТУН
Элементы обеспечения теплового режима (электронагреватель и термодатчик) – в курсовой работе их не учитываем.
Программное обеспечение, обрабатывающее входные кодовые блоки СНА. Программное обеспечение физически реализуется в виде программ, расположенных в отведенных для них областях памяти БЦВК
Бортовая кабельная сеть, реализующая технологическую силовую и информационную электрическую коммутацию между блоками и узлами СНА
МКО предназначен для получения/выдачи кода:
Скорости вращения исполнительного двигателя БУП
Выбора комплекта БУП (для нужной координаты)
Выдачи кода пропорционального углу поворота выходного вала редуктора исполнительного двигателя
Телеметрической информации
Выбор электродвигателя
Для большинства без редукторных систем характерно использование бесконтактных моментных двигателей. Термин «моментный» изначально означал, что электродвигатель спроектирован для вращения с малой скоростью, когда можно не учитывать все потери, связанные с быстрым вращением ротора.
Для нашей системы выберем двигатель серии ДБМ. Двигатель выбираем исходя из требований по моменту и заданной скорости целеуказаний.
Рассчитываем требуемый пусковой момент с учетом трехкратного запас:
Мпуск=3*Мвн=3*50=150 Н*м
И требуемую скорость вращения с учетом пятикратного запаса по скорости целеуказаний :
ωmax=5*ω=100800 °/мин
Выбираем двигатель 2 ДБМ 185 – 16 – 0,3 – 2 его характеристики представлены в таблице 3.
Таблица 3. Характеристики двигателя 2 ДБМ 185 – 16 – 0,3 – 2
Параметры (при амплитуде фазного напряжения 27 В) |
Значение для двигателя |
Частота вращения (об/мин) |
280-310 |
Пусковой момент (Н*м) |
Не менее 54 |
Электромеханическая постоянная времени (м*с) |
8,2 |
Число пар полюсов |
8 |
Сопротивление секций фазы (Ом) |
7,0-8,2 |
См (Н*м/А) |
4,7-5,2 |
Сс(В*с/рад) |
15*10-3 |
Предельно допустимое напряжение питания (В) |
80 |
Масса (кг) |
9,3 |
В качестве коэффициента для передаточной функции берем минимальное значение См, чтобы рассмотреть случай с максимальным током, а значит и мощностью. Таким образом, ПФ двигателя имеет вид:
Кдв= См=4,7 Н*м/А
Оценка погрешности и выбор датчика угла
Общая погрешность СНА состоит из суммы погрешностей контура управления, информационного канала и погрешности БМ.
Считаем, что погрешность распределяется между ними равномерно. Тогда
Погрешность контура управления принимается равной единице младшего разряда с трехкратным запасом. Обычно, ее вклад в общую погрешность очень мал. Поэтому ее часть распределяется на БМ.
Исходя из полученного бюджета погрешности для информационного канала и заданных рабочих углов, выбираем датчик угла (под датчиком угла понимается не только первичный преобразователь, а весь информационный канал).
В качестве датчики угла используется оптический датчик угла FPCOA23-01 компании «CODECHAMP». Его характеристики указаны в таблице 4.
Оптические датчики угла имеют жёстко закреплённый на валу стеклянный диск с оптическим растром. При вращении вала растр перемещается относительно неподвижного растра, при этом модулируется световой поток, принимается фотодатчиком. Абсолютные оптические датчики угла – это датчики угла поворота, в которых каждому положению вала соответствует уникальный цифровой выходной код, который наряду с числом оборотов является основным рабочим параметром датчика.
Найдем коэффициент передачи ИК:
Таблица 4. Характеристики оптического ДУ
Параметр |
Значение |
Номинальный внешний диаметр (мм) |
23 |
Число разрядов угла кода |
20 |
Погрешность |
5” |
Разрешающая способность |
1,2” |
Диапазон рабочих температур (°С) |
-40 ÷ +100 |
Масса (кг) |
0,05 |
Потребляемая мощность (Вт) |
1 |