- •1.Расчет следящей системы
- •1.1. Разработка функциональной схемы.
- •1.2. Выбор исполнительного двигателя.
- •1.3 Выбор усилителя мощности.
- •1.4 Составление передаточных функций элементов следящей системы.
- •1.5.2. Построение лфчх заданной системы
- •1.5.3.Построение желаемой лачх
- •1.5.4.Определение лачх корректирующего звена
- •2.Порядок расчета цифрового корректирующего звена
- •2.1.Определение дискретной передаточной функции звена по непрерывной
- •2.2.Получение рекуррентного уравнения по дискретной передаточной функции
- •3. Моделирование цифровой следящей системы
- •3.1. Моделирование следящей системы с непрерывным последовательным корректирующим звеном
- •3.2. Моделирование цифровой следящей системы
- •4. Разработка принципиальной схемы цифровой следящей системы
1.Расчет следящей системы
1.1. Разработка функциональной схемы.
В проектируемой следящей системе в качестве исполнительного двигателя (ИД) должен быть использован двигатель постоянного тока серии МИ, в качестве усилителя мощности - электромашинный усилитель с поперечным полем (ЭМУ). Для измерительного устройства (ИУ) рекомендуется использовать сельсинную пару: сельсин-датчик и сельсин-трансформатор (приемник). Так как измерительное устройство работает на переменном токе, а усилитель мощности и исполнительный двигатель - на постоянном токе, то после измерительного устройства должен быть применен фазовый детектор (ФД). Кроме указанных элементов в функциональную схему входят корректирующее устройство (КУ), усилитель напряжения (УН), редуктор (Р), посредством которого исполнительный двигатель соединяется с объектом управления и ротором сельсина-трансформатора, и объект управления (ОУ). Корректирующее устройство представлено тремя блоками: аналого-цифровой преобразователь (АЦП), вычислитель (В) и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).
Функциональная схема цифровой следящей системы приведена на рис.1.
Рис.1. Функциональная схема цифровой следящей системы
1.2. Выбор исполнительного двигателя.
Выбор двигателя начинают с расчета требуемой мощности, которая должна быть достаточной для обеспечения заданных скорости и ускорения объекта управления при заданной нагрузке.
Требуемая мощность
,
где р= 0.72 - КПД редуктора.
По каталогу выбираем ближайший двигатель - типа МИ-52 .
Технические данные двигателя:
-номинальная мощность Рн= 7кВт;
-номинальная скорость вращения nн= 2500 об/мин;
-номинальное напряжение Uн= 220 В;
-номинальный ток якоря Iн= 37,0 А;
-сопротивление цепи обмотки якоря RD= 0,088 Ом;
-момент инерции якоря JD=0,15 кгм2;
-КПД двигателя D=84 %.
Определение номинальной угловой скорости двигателя
н = nн/30=3.142500/30 = 261.8 (с-1);
Определение номинального момента двигателя
Мн = 9.55Рн/nн = 9.557000/2500 = 26.74 (Нм);
Оптимальное передаточное число редуктора ip определяется по формуле:
где Jp=10-4 кгм2- момент инерции редуктора.
Определение требуемого момента на валу двигателя:
Проверка двигателя:
Мтр/Мн<= 4,527/26.74 = 0,169 (1)
где =10 – коэффициент допустимой перегрузки двигателя по моменту.
0maxip/н<= 2.0188,5/261.8 = 1,44 (2)
где =1,2-1.3 –коэффициент допустимого кратковременного увеличения скорости двигателя сверх номинальной.
Проверка показала, что выбранный двигатель подходит по всем параметрам.
1.3 Выбор усилителя мощности.
В качестве усилителя мощности используем ЭМУ с поперечным полем. При выборе усилителя необходимо соблюдать следующие условия:
1.Номинальная мощность усилителя должна удовлетворять неравенству
Рун<= Рн/D =7,0/0.84 = 8,33 (кВт),
где ηD – КПД двигателя.
2.Номинальное напряжение усилителя должно быть не меньше номинального напряжения исполнительного двигателя.
3.Номинальный ток усилителя должен быть не меньше, чем номинальный ток двигателя.
Учитывая условия выбираем усилитель типа ЭМУ-50АЗ.Технические данные усилителя :
-номинальная мощность Рэму = 8,5 кВт;
-мощность управления Ру = 0,5 Вт;
-напряжение на выходе ЭМУ Uэму =230 В;
-номинальный ток якоря Iя = 37 А;
-сопротивление обмотки управления ЭМУ Rу = 1000 Ом;
-постоянная времени обмотки управления Ту = 0.06 с;
-постоянная времени обмотки якоря Ткз = 0.28 с.