lektsii_EMS
.pdf41
Общая мощность нагрузки коллекторной цепи
Pу |
|
UУ2N |
, |
P |
PУ |
. |
|
|
|||||||
|
|||||||
|
|
RУ |
К |
ηК |
Наибольшая мощность, выделяемая на переходе к-э транзистора
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[(UУ N |
|
UУN sin d ) 2]2 |
|
U |
2 |
|
||||
P |
π |
0,26 |
0,31РК . |
||||||||
|
|
0 |
|
|
У N |
||||||
|
|
|
RУ ηК |
RУ ηК |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Выделение подобной мощности иллюстрирует заштрихованная часть на нижнем рисунке.
U0 - источник постоянного тока
Транзисторы выбираются из условия Pкэдоп P.
Напряжение питания U0<0,5UКЭ.ДОП.
Коэффициент трансформации Тр2: n2 |
|
2UУN |
. |
|||||||||||
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U0ηK |
|
Амплитуда токов коллектора и базы: |
|
|
|
|||||||||||
Iкмax |
|
|
n2UУN |
;Iб мax |
|
Iк мax |
|
|
|
n2UУN |
. |
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
β |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
RУ |
|
|
|
RУ |
|
|
|
42
Амплитуда входного напряжения транзистора:
Uвх.транз |
Uбэ Iкмax Rэ |
Iкмax Rэ |
|
n2 2Uум Rэ |
. |
|
|||||
|
|
|
|
1ZУ 1 |
Коэффициент трансформации Тр1:
n |
|
Uвх.транз |
|
|
n U |
УN |
R |
э |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
U |
|
η |
R U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1 |
пумах |
|
|
пумах |
η |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
У |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Амплитуда тока I1m первичной обмотки трансформатора Тр1: |
||||||||||||||||||||||||
|
I1мах |
|
Iб мах |
|
Iк мах |
|
|
|
|
2 |
UУN n2 |
; I10 |
|
2 |
UУN n2n1 |
. |
|
|
|
|||||
|
n1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
β |
|
|
|
|
RУβ |
|
RУβ |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
Входное |
сопротивление усилителя Rвх |
2 |
должно быть |
|||||||||||||||||||||
|
пумах |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I1мах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
более 2кОм.
Если RВХ меньше этого значения, то для развязки используют эмиттерный повторитель (рис.16).
Оценка передаточной функции (ПФ) разомкнутой системы
Wp (p) |
Kдв |
KУМ |
KПУ Kизм |
|
Kp |
p(T p 1) |
p(T p 1) |
||||
|
дв |
|
|
|
дв |
В этой передаточной функции известны все параметры кроме общего коэффициента передачи.
Kp зависит от ошибок, оговоренных в ТЗ.
Ошибки делятся на
-системные, которые зависят от вида сигнала,
-ошибки измерительного устройства,
-ошибки от редуктора.
Ошибки редуктора в упрощенном расчете не задаем из-за сложности. Их учет можно найти в рекомендуемой литературе.
Лекция №10
сист стр изм ред
Считаем, что ред 0
43
По ТЗ структ кин стат (равномерная заводка)
вх (t) max t
структ дин; вх (t) An sin t
1.Оценка коэффициента разомкнутой системы
структ сист ир , где ир - ошибка измерителя рассогласования
ир датч2 приемн2
пр Iкл
пр IIкл
пр IIIкл
Следует учитывать, что ошибки измерителя рассогласования в справочной литературе даны в градусах.
Ниже приводятся соотношения для оценки коэффициента разомкнутой системы с учетом составляющей ошибки от измерительного устройства соответствующего класса точности. При это учитывается, что на входе системы действует линейно возрастающий по углу (равномерная заводка) и
одновременно действует постоянный момент нагрузки, обусловленный наличием сухого трения.
|
|
(р) |
нм |
M |
|
(p) |
M |
M |
(p) |
Mн |
|
|
|
||||||||
|
вх |
|
р2 |
|
|
|
p |
н |
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kн |
ip |
|
|
структ |
(р) |
нм |
|
1 |
|
М |
|
|
p(Tдв |
р 1) |
|
|
||
|
|
Kp |
р |
|
|
Kp |
||||||||
|
|
р |
1 |
|
1 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
p(Tдв р 1) |
|
|
p(Tдв р 1) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
Kp Kир (Kдм ) Kум Kпредв Kдв ip
Kи ip2 p
Mн p(Tдв р 1)
рKp
p(Tдв р 1)
|
|
|
нм |
|
K |
и |
i |
p |
|
K |
и |
i2 |
lim стр |
(t) lim p стр (p) |
|
M |
|
|
Mн |
|
p p |
||||
|
|
Kp |
|
|
|
Kp |
||||||
t |
p 0 |
Kp |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44
|
нм |
M |
Kи |
M |
н |
K |
и |
||
|
|
2 |
|
||||||
|
|
|
|
i |
p |
|
i |
||
Kp |
|
|
|
|
|
p |
p |
||
|
структ |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Всегда при проектировании системы стремятся сделать Kp как можно меньше. Очевидно, Общий коэффициент передачи получается для измерителей первого класса точности. Для нахождении положения частотной
характеристики разомкнутой системы на частоте 11 откладываются три
с
контрольные точки со значениями 20lg Kр для трех вариантов классов
точности используемых сельсинов в схеме измерителя рассогласования.
При действии синусоидальной заводки на входе системы с параметрами эквивалентной синусоиды производится оценка модуля комплексного коэффициента передачи на эквивалентной частоте. Эта оценка с учетом ошибок измерителя позволяет оценить положение еще трех контрольных точек на эквивалентной частоте .
структ (р) |
1 |
вх |
(р) |
||
1 |
Kp |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
p(Tдв р 1)
Wзамкн |
(р) |
1 |
||
1 |
Kp |
|||
|
|
|||
|
|
j (Tj 1) |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Wp ( j ) |
структ (t) стр sin( t )
вх А sin t
стр |
|
|
1 |
Am |
Am |
|
|||||
|
1 Wp ( j ) |
Wp ( j ) |
|||
|
|
45
Wp ( j ) Am
стр
1, 2, 3 - линейная заводка
4, 5, 6 - синусоидальная заводка
W( j ) Kp j (Tj 1)
cp : W( j ) 1
Рекомендуемый масштаб при построении асимптотических ЛАЧХ:
20дБ 20мм
1декада 50мм
90 45мм
«Быстрая» оцифровка декады при «ручном» построении асмптотических ЛАЧХ
46
Лекция №11
tp |
|
(2 4) |
- формула для ориентации, но для расчетов не используется. |
|
|||
|
|
ср |
Как правило, получающаяся система без дополнительной коррекции не удовлетворяет условиям ТЗ в замкнутом состоянии.
Корректирующие фильтры САУ включают либо последовательно, либо в местные обратные связи. В тех случаях, когда есть возможность ввести корректирующую обратную связь, ей отдают предпочтение по сравнению с последовательной коррекцией. В электроприводе дополнительные обратные связи часто называют «подчиненным управлением». В курсе рассматриваются два вида корректирующих обратных связей, использующих сигнал с тахогенератора на валу двигателя:
-жесткая обратная связь (ЖОС),
-гибкая обратная связь (ГОС).
При ЖОС полоса пропускания скорректированной системы расширяется, то есть
При ГОС наоборот - ср.жел ср.исх
ср жел находим, используя асимптотическую ЛАЧХ
Коррекция ГОС
Wк (р) Kк р
Тк р 1
При ГОС желаемые частотные характеристика берутсяодной из разновидностей типовых с чередованием наклонов как показано на рисунке ниже:
47
1) |
-20 |
дБ/дек |
-40 |
-20 |
-40 |
2) |
-20 |
|
-60 |
-20 |
-40 |
3) |
-20 |
|
-40 |
-20 |
-60 |
4) |
-20 |
|
-60 |
-20 |
-60 |
1
3
ср жел 3 2
3 3 ср жел
Участок в окрестности частоты среза ср.жел ср.исх с наклоном
20 дБ дек |
ср жел должен быть не менее 1 декады. |
ср жел должна находиться посередине этого отрезка.
Именно посередине будет максимум ФЧХ, то есть наибольший запас по фазе на частоте среза. До частоты 1 и на частотах больших 3 Лачх желаемая и исходная должны совпадать. ЛАЧХ исходная должна быть выше одной из контрольных точек на единичной частоте (в зависимости от класса точности выбранных сельсинов). ЛАЧХ желаемая (скорректированной системы) обязательно должна лежать выше соответствующей контрольной точки на частоте эквивалентной синусоиды .
48
Определение параметров корректирующего звена.
На рисунке показана структурная схема скорректированной системы и ниже приводится процедура определения лАЧХ корректирующего устройства и соотношения для определения его параметров.
K1 Kизм Kдм |
|
|
|
|
|
|||||
W (p) |
Kупу Kдин Kдв |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
|
|
|
Тдв |
р 1 |
|||||
|
|
|
|
|||||||
W3 p |
1 |
|
|
|
|
|
|
|||
ip p |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
W (p) |
|
Kк Kтг р |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
ос |
|
|
Тк |
р 1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
W (p) |
|
|
K W W |
|
|
Wp |
||||
|
1 |
|
2 3 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||||
ж |
1 W2 Wос |
1 Wос W2 |
||||||||
|
|
Wp (p) L1 W2 W3
Пусть p j
49
Для упрощения вида передаточнойфункции скорректированной системы рассмотрим две области частот:
1) W2(j ) Wос (j ) 1, тогда
Wp
Wж W2 Wос
Lос (Lp Lж ) LW 2 , |
если L2 Lос 0 |
Перепишем алгоритм:
Lос LW 2 Lp Lж
2)W2(j ) Wос (j ) 1
Lжел Lp
50
Используем алгоритм 1) только между 1 и 3
Wос ( j ) Kк Kтг j
Тк j 1
T |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
к |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При 1 |
|
|
|
|
||||||||
|
W ( j ) |
|
|
1 |
K |
|
K |
|
|
|||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
ос |
|
1 |
|
|
K2 |
к |
|
Т 2 |
1 |
||
|
|
|
|
Отсюда можно определить коэффициент кередачи звена обратной связи. До частоты 1 и на частотах выше 3 исходная и скорректированные ЛАЧХ совпадают. Это буде справедливо, если W2(j ) Wос (j ) 1 . Выбранное