- •Курсовая работа по теории автоматического управления
- •Техническое задание на курсовую работу
- •Глава 1. Расчет и выбор силовых элементов
- •Выбор электродвигателя
- •Выбор силового преобразователя
- •Выбор сглаживающего дросселя
- •Определение коэффициентов передачи и постоянных времени силовых элементов
- •Глава 2. Компановка и расчет статики сау
- •2.1. Выбор структуры сау
- •2.2. Построение функциональной схемы сау
- •2.3. Расчет статических характеристик сау
- •2.4. Выбор элементов сау и расчет параметров обратных связей
- •Глава 3. Синтез и расчет динамики сау
- •3.1. Составление передаточных функций звеньев сау
- •3.2 Построение структурной динамической схемы и синтез регуляторов
- •Результаты моделирования
- •Расчет показателей качества в системе
- •Литература
2.3. Расчет статических характеристик сау
График зависимости механических характеристик двигателя ω = f(M) в разомкнутой системе на верхней и нижней скоростях:
Рассчитаем значения верхних скоростей в зависимости от Mc:
Edo 513
ωв = = = 131,5с-1 ;
Mc=0 Kн 3,9
Edo Rя.ц. Mн 513 0,7845*1189,5
ωв = - = - =61,39 с-1,
Mc=Mн Kн (Kн)² 3,9 15,21
где
Mн = Kн Iя.н. =3,9*305 =1189,5 Hм.
Определим статизм разомкнутой системы на верхних скоростях:
ωв - ωв
Mc=0 Mc=Mн 131,5-61,39
Δωв = 100% = 100% =53 %.
ωв 131,5
Mc=0
Рассчитаем значения нижних скоростей в зависимости от Mc:
ωн = ωв / Δ ;
131,5
ωн = =2,48 с-1;
Mc=0 53
131,5
ωн = = с-1.
Mc=Mн
Определим статизм разомкнутой системы на нижних скоростях:
Δωн = 100%= % .
2.4. Выбор элементов сау и расчет параметров обратных связей
При использовании аналоговых регуляторов на базе операционных усилителей, например, регуляторов серии УБСР-АИ, коэффициент передачи обратной связи по скорости можно определить следующим образом:
Kос = Uзmax / ωн = 10 / 123.57 = 0.081 В с ,
Где Uзmax – максимальное значение управляющего напряжения задаюшего устройства ( для
элементов УБСР-АИ Uзmax = 10 В ) ;
ωн – номинальная угловая скорость двигателя.
Рассчитаем коэффициент передачи датчика скорости Kдс:
Kдс = Kт.г. Kп Kф = 0.48 0.5 0.95 = 0.228Вс ,
где Kп – коэффициент передачи потенциометра ;
Kф – коэффициент передачи сглаживающего дросселя RC – фильтра (Kф ≈ 0.95) ;
Kт.г. – коэффициент передачи тахогенератора.
Kф = 0.95 ; Kп = 0.5 ; Kт.г. = 0.2 .
Исходя из условия: nт.г. ≥ nmax дв выберем тахогенератор.
Данные тахогенератора постоянного тока
Тип ТГ |
Коэффи- циент передачи, В∙с |
Сопротив- Ление об- Мотки якоря, Ом |
Макси- Мальный Ток нагрузки, А |
Максималь- ная частота вращения, об/мин |
Напря- жение воз- буждения, В |
Ток воз- буждения, А |
ТД-110 |
0.48 |
66 |
0.15 |
3000 |
27 |
0,3 |
Определим коэффициент приведения обратной связи по скорости к задающему входу регулятора скорости Kс:
Kс = Kос / Kдс = 0.081 / 0.228 = 0.355.
Кс=Rзс/Rс, Rзс=150кOм, тогда Rс= Rзс/ Кс=150000/0.355=422.6 кОм
Коэффициент передачи обратной связи по току в системах подчиненного регулирования определяется выражением:
Kот = Uрс.о / Iя max = 10 / 608 = 0.016 В/А ,
где Uрс.о – напряжение ограничения регулятора скорости, получаемое с помощью
соответсвующего блока ограничения ;
Iя max – максимальное значение тока якоря двигателя.
Iя max = 2 Iя.н. = 2 304 = 608 А.
Найдем коэффициент передачи датчика тока Кдт по формуле:
Кдт = Кш Ку = 0.15 10ֿ³ 100 = 0.015 Вс ,
где Кш – коэффициент передачи шунта ;
Ку – коэффициент усиления датчика тока ДТ-1АИ (Ку = 40140).
Вычислим Кш по формуле:
Кш = Uш / Iш = 75 10ֿ³ / 500 = 0,15 10ֿ-3 В/А ,
где Uш – напряжение шунта (Uш = 75 мВ) ;
Iш – номинальный ток шунта (Iш = 50, 75, 100, 150, 200, 300, 500 А), выбирается из
условия Iш Iя.н.
Рассчитаем коэффициент приведения обратной связи по току (Кт) к задающему входу регулятора тока:
Кт = Kот / Кдт = 0.016 / 0.015 = 1.096 .
Кт=Rвх/Rт Rвх=150кOм, тогда RТ= Rвх / Кт =150000/1.096=136.8кОм