2. Техническое задание

Техническое задание на проектирование включает в себя исходные данные, позволяющие произвести синтез САУ. К ним относятся сведения о принципе действия нескорректированной системы, ее функциональная схема, параметры всех звеньев САУ, показатели качества проектируемой системы.

Кроме того, могут быть предъявлены некоторые другие требования, которые вводятся для индивидуализации содержания КР.Варианты заданий распределяются и утверждаются кафедрой.

Задание 1. Синтез следящей системы

Исходная нескорректированная система представлена на рис. 2.1. Варианты задания приведены в табл. 2.1.

Рис. 2.1. Следящий электропривод на основе системы ЭМУ-Д

В функциональной схеме следящего электропривода обозначено: Д – электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения, ЭМУ – электромашинный усилитель, СД – сельсин-датчик, СП – сельсин-приемник, ФЧВ – фазочувствительный выпрямитель, УПТ – усилитель постоянного тока, АД – асинхронный двигатель, Р – редуктор, ОУ – объект управления.

Задающим воздействием в этой схеме является угол поворота ротора сельсина-датчика β, регулируемой координатой − угол поворота выходного вала редуктора α, который измеряется сельсином-приемником. Пара СД и СП включены по трансформаторной схеме, которая позволяет формировать сигнал рассогласования (переменное напряжение U_С), пропорциональный ошибке слежения .Этот сигнал подается на ФЧВ, который выпрямляет напряжение U_С с учетом его величины и фазы. Последняя определяется знаком δ, отсюда следует, что выходное напряжение фазо-чувствительного выпрямителя U_В имеет пропорциональную зависимость от ошибки δ.

Постоянное напряжение U_В усиливается УПТ и подается в прямую и обратную обмотки управления ЭМУ в соответствие со знаком U_В. Электромашинный усилитель выполняет роль усилителя мощности. По существу – это двухкаскадный генератор постоянного напряжения, который приводится в движение от асинхронного двигателя. Последний питается от трехфазной сети и вращается с некоторой постоянной скоростью. Напряжение на выходе электромашинного усилителя U_Д пропорционально напряжению, подаваемому в обмотку управленияU_У. Под действием напряженияU_Д двигатель вращается с определенной скоростью в прямом или обратном направлении в зависимости от знака U_Д.

Редуктор Р в следящих системах обычно существенно понижает обороты, т.е. его коэффициент передачи значительно меньше единицы. В данной системе объектом управления по существу является двигатель с редуктором, т.к. обратная связь организована по положению вала Р. Однако с учетом того, что ОУ жестко связан с валом Р можно считать, что объектом управления является система Д - ОУ. Работает САУ следующим образом. Если угол поворота не изменяется, тоα=β и δ=0, все напряжения U_С, U_В, U_У, U_Д равны нулю и двигатель не вращается. При повороте вала СД на некоторый угол в ту или иную сторону возникнет рассогласование , появятся соответствующие напряжения, включая напряжение на двигате-

Таблица 2.1

Наименование данных	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Постоянная вре-мени поперечной цепи ЭМУ, ТК, с	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.65	0.55	0.45	0.35	0.25
Постоянная време-ни якорной цепи ЭМУ и Д, ТЭ, с	0.05	0.08	0.05	0.08	0.03	0.06	0.09	0.1	0.15	0.1
Электромеханичес-кая постоянная времени Д, ТМ, с	0.02	0.25	0.15	0.3	0.2	0.3	0.25	0.15	0.18	0.15
Постоянная време-ни обмотки управ-ления ЭМУ, ТУ, с	0.006	0.005	0.007	0.006	0.005	0.007	0.006	0.005	0.007	0.006
Коэффициент пе-редачи сельсинов KC, в/рад	30	25	35	40	50	60	70	25	15	25
Коэффициент пе-редачи УПТ, KУ	10	15	20	10	15	20	10	15	12	12
Коэффициент пе-редачи ЭМУ, KЭ	8	10	12	8	10	12	1	20	2	20
Коэффициент пере-дачи Д, KД, рад/с/в	1	1.5	2	2.5	1	1.5	2	2	2	2
Коэффициент пе-редачи Р, KР	0.05	0.025	0.1	0.012	0.08	0.008	0.01	0.01	0.01	0.01
Коэффициент пе-редачи ФЧВ, KВ	0.7	0.8	0.9	0.95	0.85	0.75	0.8	0.9	0.75	0.85
Максимальная ско-рость Ωм, град/с	8	2	25	15	10	5	12	2	5	5
Максимальное ус-корение εм, град/с^2	5	4	35	10	12	2	35	2	3	4
Максимальная ошибка eд, угл.мин	10	2	15	10	10	5	12	18	2	10
Перерегулирование σ, %	20	20	15	15	20	15	20	30	10	25
Время переходно-го процесса , с	0.8	0.8	0.4	0.4	0.7	0.7	0.6	0.5	0.4	0.25

ле Д. Последний начнет вращаться вместе с Р и СП в том же направлении, что и СД. Как только выполнится равенство α=β двигатель Д и редуктор Р остановятся. Если угол β изменять постоянно, то он будет отслеживаться системой с определенной ошибкой δ. Очевидно, чем выше скорость и ускорение входного вала β, тем больше ошибка слежения.