Оглавление

Оглавление 2

1.Выбор и расчет силовых элементов следящей системы. 3

1.1Техническое задание 3

1.2Исходные данные 3

1.3Выбор электродвигателя 5

1.4Выбор преобразователя 8

1.5Выбор трансформатора 9

1.6Выбор дросселя 12

1.7Вычисление коэффициентов передач и постоянные времени для двигателя и преобразователя 13

2Синтез регуляторов следящей системы. 16

2.1Построение структурной схемы следящей системы. 16

2.2Определение структуры и параметров регулятора контура положения. 22

2.3Принципиальная схема регулятора 27

1. Выбор и расчет силовых элементов следящей системы. 3

1.1 Техническое задание 3

1.2 Исходные данные 3

1.3 Выбор электродвигателя 4

1.4 Выбор преобразователя 7

1.5 Выбор трансформатора 8

1.6 Выбор дросселя 10

1.7 Вычисление коэффициентов передач и постоянные времени для двигателя и преобразователя 12

2 Синтез регуляторов следящей системы. 14

2.1 Построение структурной схемы следящей системы. 14

2.2 Определение структуры и параметров регулятора контура положения. 20

2.3 Принципиальная схема регулятора 25

1. Выбор и расчет силовых элементов следящей системы.

1. Техническое задание

Произвести проектирование системы управления следящим электроприводом постоянного тока. Данные для расчетов взять из таблицы 1. В процессе проектирования необходимо выполнить расчеты и выбор элементов силовой части привода, обратных связей и регуляторов и определить настройки последних; составить структурную и принципиальную схемы системы и ее математическое описание. На основании последнего произвести расчет динамических режимов и их анализ. С помощью логарифмических амплитудных частотных характеристик определить тип регулятора положения и его параметры.

Особенностью построения желаемой логарифмической характеристики является тот факт, что низкочастотная часть «ЛАХ» формируется в зависимости от заданной ошибки слежения и параметров управляющего воздействия. При проектировании в ТЗ задаются максимальное значение скорости (ωmax) и ускорения (εmax), по которым определяются параметры эквивалентного входного гармонического воздействия:

Ө_ВХ(t) = Ө_вх._эsinω_эt(1)

Ө_вх._э=ω²_max/ε_max (2)

ω_э=ε_max/ω_max (3)

2. Исходные данные

=4,2*10^-3 коэффициент соотношения масс γ=2;

=2,27*10^-2 максимальное ускорение ε_max=0,5

=0,31

=0,9

=670

3. Выбор электродвигателя

Выбор двигателя осуществляется исходя из технического задания на проектирование ЭМС по ряду параметров.

Произведем их расчет.

Расчет требуемой мощности электродвигателя можно ориентировочно выпол­нить по формуле

Р ≈ k_З* М_сmax* ω_max ,(4)

где k_З = 1.2 -:- 2.5 – коэффициент, учитывающий требование к динамическим характеристикам электропривода (меньшему времени переходного процесса соответствует большее значение коэффициента). При расчетах предварительное значениеk_Звыбрать 1.7…1.8.

Р=1,75*670*0,9=1055,25 Вт

Выбираем тип двигателя 4ПБМ112LO4с характеристиками, приведенными в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики электродвигателя 4ПБМ112LO4

Двигатель имеет две пары полюсов.

Из условия согласования двигателя и объекта управления по угловой скорости определяется передаточное число редуктора:

i= ω_н / ω_max==174,5(5)

где ω_н- номинальная угловая скорость двигателя

ω_н=2πn_н/60==157 об/с(6)

Для проверки выбранного двигателя определим эквивалентный момент:

(7)

где

J_∑=J_м+J₁=γJ₁=0.01078+0.01078=0,0215 кг*м²(8) - суммарный момент инерции кинематической передачи;

J₁=J_д+J_р=0,0098+0.0098=0,01078 кг*м² (9)

где моменты инерции двигателя Jд и редуктораJр (момент инерции первой массы);

J_м=J₁(γ– 1) =0,01078*(2-1)=0,01078 кг*м²(10) - приведенный момент инерции механизма (момент инерции второй массы);

М_cmax=M’_cmax/iη_p==4.173 Нм(11) - приведенный момент сопротивления нагрузки;

М_тр= 0.1М_дн=0,1*8.12=0,812 Нм(12) – момент сухого трения;

где М_дн- номинальный момент двигателя;

η_р= 0.9…..0.94 – КПД редуктора.

Момент инерции редуктора ориентировочно принять

J_р= 0.1Jд =0.1*0.0098=98*10^-5=0.00098 кг*м² (13).

По формуле (7) получим: