Выбор датчика

По выше изложенному материалу можно отдать предпочтение струнному датчик. Струнный датчик основан на методе измерения неэлектрических величин при помощи частотного метода, при котором измеряемая величина преобразуется в переменное напряжение, частота которого зависит от этой величины.

Описание усилителя

Так как наша САР работает на постоянном токе, то нам подходят только УПТ. Выберем двухкаскадный однотактный УПТ (рис. 3).

Рис. 3

Он работает следующим образом. Источник Е и делитель R-R обес-печивают начальное смещение на базу транзистора VTI Начальное смещение на базу VT2 обеспечивается с помощью тока коллектора транзистора VT1 - J и с помощью цепи компенсации R-R. В схеме действует отрицательная обратная связь, которая обеспечивает стабильность выходного сигнала и позволяет получить при нулевом входном сигнале U_вых = 0. Ненулевое входное напряжение усиливается в k₃ раз и на выходе получаем U_вых = kU_вх

Коэффициент усиления k₃ обеспечивается подбором элементов схемы.

Описание исполнительного механизма

Исполнительные механизмы обычно выполняют механическую работу, связанную с перемещением того или иного регулирующего органа.

В автоматических устройствах наибольшее применение получили электрические исполнительные элементы: электродвигатели и электромагниты различных типов, а также гидравлические и пневматические приводы. Кроме того, используются электромагнитные муфты фрикционного и индукционного типов.

Описание работы всей сар

На вход САР подается задание в виде электрического сигнала g. Ую задание сравнивается с величиной давления газа или жидкости в трубопроводе, которое с помощью датчика преобразуется также в электрический сигнал у. Сравнение происходит с помощью элемента сравнения. Сигнал ошибки, внешнего воздействия, усиливается и подается на гидравлический или пневматический привод. Тот изменят давление с помощью регулирующего органа на некоторое значение. Этот процесс длится до тех пор, пока у не станет равным g (wl = w2).

3. Расчетная часть

3.1. Уравнение передаточной функции всей сар

- передаточная функция всей САР.

3.2. Характеристическое уравнение

T₁²T₃P⁴ + P³ (T₁² + T₂T₃) + P² (T₂ + T₃) + P + k₁k₂k₃

0.4²*0.018*P⁴ + P³ (0.4² + 0.3*0.018) + P² (0.3 + 0.018) + P + 0.12*0.15*10 = 0

0,00288 * P⁴ + 0,1654 * P³ + 0,318 * P² + P + 0,18 = 0

3.3. Проверка устойчивости системы по критерию Рауса-Гурвица.

Возьмем характеристический полином:

Составим из коэффициентов этого полинома определитель:

Этот определитель имеет n строк и n столбцов. В главной диагонали оказываются последовательно все коэффициенты, кроме a₀.

Условие устойчивости заключается в требовании положительности определителя Гурвица и всех его диагональных миноров.

Составим матрицу из коэффициентов характеристического полинома:

0,00288 * P⁴ + 0,1654 * P³ + 0,318 * P² + Р + 0,18 = 0

где

a₀ = 0,00288; a₁ = 0,1654; a₂ = 0,318; a₃ = 1; a₄ = 0,18.

0,1654	1	0	0
0,00288	0,318	0,18	0
0	0,1654	1	0
0	0,00288	0,318	0,18

Определим диагональные миноры матрицы:

Все определители матрицы Рауса-Гурвица и коэффициенты a_i полу-чились больше нуля, поэтому можно сделать вывод, что система устойчива.

В условия устойчивости в качестве их части входит требование положительности всех коэффициентов уравнения (необходимое условие устойчивости). Анализ устойчивости надо начинать с проверки этого простого необходимого, но недостаточного условия устойчивости. При его невыпол-нении, естественно, отпадает надобность в составлении и проверке остальных неравенств. Следовательно, так как а₀ > 0, а₁ > 0, а₂ > 0, а₃ > 0, а₄ > 0 – необхо-димое условие выполняется,

₁> 0, ₂ > 0, ₃ > 0, ₄ > 0 – достаточное условие выполняется, то есть система по критерию Рауса-Гурвица устойчива..