2.5. Побудова структурної (алгоритмічної) схеми аск

Після запису в операційній формі рівнянь окремих елементів АСК і визначення їх передавальних функцій потрібно перейти до побудови структурної (алгоритмічної) схеми системи. При цьому потрібно пам'ятати, що структурна (алгоритмічна) схема представляє собою графічне зображення системи рівнянь динаміки (алгоритмів) елементів, записаних в операційній формі (в вигляді передавальних функцій).

При складанні структурної (алгоритмічної) схеми АСК повинні виконуватися наступні правила:

1) структурна схема повинна обов'язково мати вхідні та вихідні зовнішні впливи, визначені в завданні на курсову роботу;

2) кожен вхідний (задавальний) сигнал, що являється незалежною функцією часу, повинен мати тільки вхід в структурну (алгоритмічну) схему АСК:

3) вихідний сигнал може замикатись в середині схеми і мати вихід в вигляді відгалудження (система замкнена за вихідним сигналом) або не замикатися в середині схеми (система розімкнена за вихідним сигналом):

4) усі внутрішні зв'язки, що визначаються системою рівнянь, повинні мати виходи і входи.

Послідовність складання структурної (алгоритмічної) схеми АСК за заданою системою диференціальних рівнянь її окремих елементів наступна:

1) система диф. рівнянь записується в операційній формі;

2) для кожного рівняння системи вибирається вхідна та вихідна величини;

3) кожне рівняння записується відносно вихідної величини або члену, що має її старшу похідну;

4) будуються графічні зображення кожного диференційного рівняння;

5) складається загальна структурна (алгоритмічна) схема як сукупність графічних відображень кожного диференційного рівняння.

Слід відзначити, що задача побудови структурних (алгоритмічних) схем може вирішуватись неоднозначно, тобто можна дістати кілька варіантів графічного зображення, але після відповідних перетворень усі зображення повинні бути еквівалентними.

За приклад розглянемо складання структурної (алгоритмічної) схеми двигуна постійного струму незалежного збудження при керуванні за ланцюгом якоря, якщо його рух може бути записано системою лінеаризованих рівнянь, наведених в 2.4 цих методичних вказівок (див. рівняння (8), (9)).

Рівняння 9 описує перехідні процеси у ланцюгу якоря двигуна. За вихідну координату приймаємо струм якоря двигуна І_я, а за вхідну - напругу U_я і проти-ЕРС двигуна:

Е_д = КФ

тоді (9) після перетворень слід записати у вигляді:

або в операторній формі для нульових початкових умов:

Рівняння (8) слід привести до вигляду:

І_с - статичний струм навантаження, що дорівнює:

Далі слід записати вираз (69) в операційній формі для нульових початкових умов:

Структурна (алгоритмічна) схема, що відповідає рівнянням (68) І (71), приведена на рис.8.

Рис. 8. Структурна (алгоритмічна) схема двигуна постійного струму з незалежним збудженням

2.6. Розрахунок коефіцієнтів передачі і постійних часу електроприводу

Передавальні коефіцієнти К_д і К_м, з (13) і (14) п. 2.4.1. цих методичних вказівок, слід визначити за даними каталогу для обраного двигуна. К_д можна визначити з рівняння:

де U_н, І_н - номінальні напруга і струм якоря двигуна;

_н - номінальна кутова швидкість двигуна, рад/с;

n_н - номінальні оберти двигуна, об/хв.

К_м можна визначити згідно (14), знаючи КФ і І_я .

Електромеханічну постійну часу визначаємо згідно з виразами (7) і (11) (п- 2-4.) користуючись (72) і знаючи момент інерції двигуна, опір ланцюга якоря R_я, Ом.

Для знаходження числового значення електромагнітної постійної часу якірного ланцюга двигуна (12), індуктивність якірного ланцюга двигуна слід знайти за формулою:

де р - число пар полюсів;

К_L = 5-6 – для компенсаційних машин.