2. Анализ исходных данных.

Двигатель постоянного тока и электромашинный усилитель являются инерционными звеньями, задержка которых определяется постоянными времени:

• Электромеханическая постоянная времени ДПТ - Т_м = 0,3 с

• Постоянная времени якоря ДПТ - Т_я = 0,06 с

• Постоянная времени короткозамкнутой цепи ЭМУ - Т_кз = 0,08 с

• Постоянная времени цепи управления ЭМУ - Т_у = 0,01 с

Усилительные свойства определяются коэффициентами усиления:

• Коэффициент усиления ДПТ по возмущающему воздействию - К^м_g = 4 об./мин*кгм

• Коэффициент усиления ДПТ по регулирующему воздействию - К^u_g = 12 об./мин*В

• Коэффициент усиления ЭМУ - К_ЭМУ = 12

• Коэффициент передачи сельсинов - К_с = 0,76 В/град

• Коэффициент передачи редуктора - К_р = 0,25

Добротность системы определяется численными значениями оценок:

• Максимальная скорость слежения - U_max = 15 град/с

• Максимальная ошибка слежения - E_max = 4 угл. мин

Динамические свойства системы определяются численными значениями показателей качества:

• Время регулирования - t_p = 0,8 с

• Величина максимального перерегулирования - σ = 35 %

Показатели качества определены для закона изменения управляющего воздействия в виде единичной ступенчатой функции - 1(t).

Частота вращения ДПТ - n = 2400 об/мин.

3. Функциональная схема системы автоматического регулирования.

Для составления функциональной схемы САР необходимо знать все элементы, из которых состоит система.

В следящей системе управления зеркалом телескопа используются сельсин-датчик СД, сельсин-приемник СП, фазочувствительный усилитель ФЧУ, электромашинный усилитель ЭМУ, двигатель постоянного тока Д и редуктор Р.

Таким образом, функциональная схема имеет вид:

4. Анализ действующих на систему возмущений.

Главным возмущающим воздействием, влиянием которого на систему пренебречь нельзя, является момент сопротивления рабочего механизма.

• n - отклонение значения частоты вращения ДПТ от заданного при наличии возмущения;

• n _min - частота вращения ДПТ при M_{c max} ;

• n _хх – частота вращения холостого хода.

Из механической характеристики ДПТ видно, что увеличение момента сопротивления приводит к уменьшению частоты вращения двигателя.

Также изменение М_с влияет на регулировочную характеристику ДПТ:

Как видно из характеристики, увеличение нагрузки приводит к тому, что для трогания двигателя необходимо большое U_{я тр}.

Кроме момента сопротивления на систему действуют и второстепенные возмущения, влияние которых значительно меньше ощутимо, поэтому для упрощения расчетов ими пренебрегают.

К таким возмущающим воздействиям относятся:

• изменение температуры;

• напряжений питания обмоток возбуждения;

• частоты вращения асинхронного двигателя.

так как любой двигатель в процессе работы нагревается, то увеличение температуры ведет к увеличению сопротивления обмотки возбуждения и, следовательно, к уменьшению тока возбуждения и магнитного потока, что в соответствии с зависимостью:

приводит к увеличению частоты вращения двигателя. Это видно из механической характеристики двигателя:

Такое же влияние на механическую характеристику двигателя оказывает и нестабильность сети, питающей обмотку возбуждения.

Влияние такого возмущения, как изменение частоты вращения асинхронного двигателя, можно проанализировать по характеристике холостого хода ЭМУ.

Исходя из зависимости:

изменение n приводит к пропорциональному изменению E_эму.