Конструктивный расчет регулирующей части контура скорости

Принципиальная схема регулирующей части контура скорости представлена на рис.21. Регулятор скорости выполнен на операционном усилителеDA4. Суммирование сигнала задания на скорость и сигнала обратной связи по скорости осуществляется путем суммирования токовI₁иI₂. Включение в цепь обратной связи усилителяDA4 сопротивленияR₁₆обеспечивает пропорциональный тип регулятора. СтабилитроныVD3, VD4 реализуют нелинейный элемент НЭ2.

Рис.21. Принципиальная схема регулирующей части

контура скорости

На рис.22 показана структурная схема для абсолютных величин токов и напряжений, соответствующая принципиальной схеме на рис.21.

Рис.22. Структурная схема регулирующей части

контура скорости для абсолютных величин

От структурной схемы для абсолютных величин перейдем к структурной схеме для относительных величин (рис.23).

Рис.23. Структурная схема регулирующей части

контура скорости для относительных величин

Сопоставляя структурные схемы (см. рис.20 и 23), получим соотношения между параметрами математической модели регулирующей части контура скорости в относительных единицах и параметрами элементов принципиальной схемы.

Для обеспечения единичных коэффициентов передачи в каналах задания скорости и обратной связи по скорости должны выполняться условия:

.

Для обеспечения требуемого коэффициента передачи регулятора скорости должно выполняться условие:

.

Из записанных соотношений следует выразить и рассчитать сопротивления R₁₄,R₁₅иR₁₆.

R₁₄ =R_бр= 20 кОм;

R₁₅ =k_дс∙R_бр= 1∙20 =20 кОм;

R₁₆=k_рс∙R_бр= 22,165 ∙ 20 = 443,3 кОм.

Расчет задатчика интенсивности

Расчет параметров математической модели задатчика интенсивности

Задатчик интенсивности предназначен для формирования линейно изменяющегося во времени сигнала задания на скорость с определенным темпом. Структурная схема задатчика представлена на рис.24. Темп изменения выходного сигнала задатчика определяется уровнем ограничения Qнелинейного элемента (НЭ) и постоянной времени Т_иинтегратора (И).

Рис.24. Структурная схема задатчика интенсивности

Определим параметры математической модели задатчика интенсивности в относительных единицах.

Темп задатчика:

_.

Уровень ограничения нелинейного элемента (принимается):

Q=0.9

Постоянная времени интегрирующего звена ЗИ:

.

Коэффициент передачи в линейной зоне нелинейного элемента (принимается):

К_л=100.

Конструктивный расчет задатчика интенсивности

Принципиальная схема задатчика интенсивности представлена на рис.25. Нелинейный элемент реализуется на операционном усилителе DA7. Ограничение выходного сигнала обеспечивается за счет включения в цепь обратной связи усилителяDA7 стабилитроновVD5 иVD6. Интегратор реализуется на операционном усилителеDA6. Емкость С₇в цепи обратной связи усилителяDA6 определяет постоянную времени интегратора. УсилительDA5 предназначен для инвертирования сигнала, чтобы обеспечить отрицательную обратную связь, охватывающую нелинейный элемент и интегратор (см. рис.24).

u_зи

R₁₉

R₂₁

R₂₂

С₇

R₁₈

R₁₇

R₂₀

VD6

VD5

u_зс

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

I₅

I₄

Рис.25. Принципиальная схема задатчика интенсивности

На рис.26 показана структурная схема для абсолютных величин токов и напряжений, соответствующая принципиальной схеме на рис.25.

Рис.26. Структурная схема задатчика интенсивности

для абсолютных величин

От структурной схемы задатчика интенсивности для абсолютных величин перейдем к структурной схеме для относительных величин (рис.27).

Рис.27. Структурная схема задатчика интенсивности

для относительных величин

Из сравнения структурных схем задатчика интенсивности (см. рис.24 и 27) получим соотношения между параметрами математической модели и параметрами элементов принципиальной схемы задатчика.

Для обеспечения требуемой постоянной времени интегратора должно выполняться условие

R_брС₇= Т_и.

Для обеспечения требуемого коэффициента передачи в линейной зоне нелинейного элемента должно выполняться условие

.

Остальные сопротивления в схеме задатчика должны быть таковы, чтобы обеспечить единичные коэффициенты передачи. Для этого должны выполняться следующие условия:

.

Отсюда :

T_и=0,717

С₇=35,8мкФ