Проектирование системы автоматического управления для технологического процесса сборки радиоэлектронных (стр. 2 из 3)

2.1 Исполнительный двигатель

Передаточная функция исполнительного двигателя по углу поворота имеет вид(2.1) (если не учитывать индуктивности цепи якоря):

,

(2.1)

где

- коэффициент усиления двигателя, равный(2.2):

,	(2.2)
,

-электромеханическая постоянная времени, равная(2.3):

,

(2.3)

где a=1,2- постоянный коэффициент;

;	(2.4)
;
;	(2.5)
;

J_с- суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя, вычисляемый по формуле:

,	(2.6)
.

Таким образом получим электромеханическую постоянную времени:

Передаточная функция имеет вид:

2.2 Электромашинный усилитель

ЭМУ с поперечным полем служит для усиления и преобразования сигнала рассогласования к величине, достаточной для управления исполнительным двигателем.

Передаточная функция ЭМУ(2.7):

(2.7)

где Т_у, Т_кз- постоянные времени обмотки управления и короткозамкнутой обмотки якоря ЭМУ,

К_ЭМУ- коэффициент усиления ЭМУ по напряжению(2.8):

,

(2.8)

U_ЭМУ- напряжение на выходе ЭМУ;

U_y- напряжение обмотки управления ЭМУ(2.9):

,

(2.9)

где P_y, R_y- соответственно мощность и сопротивление обмотки управления ЭМУ.

Передаточная функция ЭМУ примет вид:

2.3 Усилитель

Усилитель служит для согласования выходного сигнала с входным сопротивлением обмотки управления ЭМУ. Его можно считать безинерционным звеном с передаточной функцией(2.10):

(2.10)

т. к. в расчетах принимаем К_у=1.

2.4 Фазовый детектор

Фазовый детектор (фазочувствительный выпрямитель) служит для преобразования сигнала переменного тока в сигнал постоянного тока с учетом фазы.

Передаточная функция фазового детектора(2.11):

,

(2.11)

где К_фд- коэффициент усиления фазового детектора.

В расчетах принимают К_фд=1.

2.5 Измерительный прибор

Измерительный прибор (сельсина пара) измеряет разницу (рассогласование) между значениями входной и выходной величины. Его задачей является генерация управляющего сигнала, пропорционально рассогласованию.

Передаточная функция измерительного прибора(2.12):

,

(2.12)

где К_вп- коэффициент усиления измерительного прибора.

В расчетах принимают К_вп=1.

2.6 Редуктор

Передаточная функция редуктора(2.13):

,	(2.13)

=На рисунке 2.1 представлена структурная схема системы слежения для автоматического управления, которою мы рассматриваем.

Рисунок 2.1 – Структурная схема не скорректированной системы слежения.

(2.14)

Общая передаточная функция примет вид:

.

(2.15)

3. РАСЧЕТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО КОРЕКТИРУЮЩЕГО ЗВЕНА МЕТОДОМ ЛОГАРИФМИЧЕСКОЙ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

3.1 Проверка заданной системы слежения

Для того, чтобы проверить действительно ли данную систему необходимо корректировать, проведем моделирование переходного процесса с помощью пакета прикладных программ SIAM.

По полученной переходной характеристике определим прямые показатели качества:

время регулирования, равное перерегулирование системы

Рисунок 3.1 – Переходной процесс заданной системы

По данным графикам и показателям определили, что заданную систему необходимо корректировать.

3.2 Построение ЛАЧХ заданной (нескорректированной) системы

Передаточная функция разомкнутой системы имеет следующий вид:

Сопрягающие частоты определяют по формуле:

(3.1)

Сопрягающие частоты откладываются по оси абсцисс в логарифмическом масштабе. Откладывается точка А₁ с координатами

и .

От этой точки в область низких частот проводится прямая линия с наклоном

дБ/дек.

дБ/дек = дБ/дек = -20 дБ/дек

От этой же точки до следующей сопрягающей частоты проводится прямая линия под наклоном -20 дБ/дек относительно предыдущей линии, т.е. под наклоном -40 дБ/дек. От точки пересечения данной прямой с сопрягающей частотой проводится линия до следующей сопрягающей частоты под наклоном -20 дБ/дек относительно предыдущей (-60 дБ/дек). Таким образом строятся линии до последней сопрягающей частоты, а от нее проводится прямая, стремящаяся в бесконечность, под наклоном -80дБ/дек (рис. 3.2, а-а-а…).

3.3 Построение желаемой ЛАЧХ

Построение желаемой ЛАЧХ удобно начинать с области средних частот в такой последовательности. С помощью заданных величин

и таблицы[1, табл.5.1, стр.13] определяем частоту среза (3.2). Для определяем , получаем:

(3.2),

Наносим на ось абсцисс частоту

и проводим через нее прямую линию с наклоном -20 дБ/дек. Частота, которая ограничивает область средних частот желаемой ЛАЧХ слева, определяется величиной отрезка [1, табл.5.1, стр.13]. Частота, ограничивающая область средних частот справа, определяется величиной отрезка , при этом .