4.4.1 Составление дискретной передаточной функции замкнутой сау рэп по замкнутым звеньям

(4.18)

где – коэффициент передачи непрерывной части по скорости; ; .

. (4.19)

Дискретную передаточную функцию разомкнутой системы получаем путем перемножения дискретной передаточной функции контура скорости и дискретной передаточной функции ЦАП:

. (4.20)

Дискретная передаточная функция замкнутой системы имеет вид:

(4.21)

4.4.2 Составление дискретной передаточной функции замкнутой сау рэп по желаемой передаточной функции

Желаемая передаточная функция контура скорости в соответствии с идеей технического оптимума имеет вид:

(4.22)

Осуществим Z-преобразование передаточной функции :

. (4.23)

(4.24)

(4.25)

Для замкнутой САУ цифрового электропривода дискретная передаточная функция будет иметь вид:

(4.26)

4.5 Выбор цифровых датчиков скорости

Для высокоточных цифровых систем стабилизации скорости двигателей применяются частотные тахогенераторы – импульсные датчики скорости. Датчик состоит из ротора с нарезанными на нем зубцами и сердечника из трансформаторной стали. Зазор между сердечником и ротором – не более 1 мм. Обмотка сердечника питается постоянным током, создающим магнитный поток через ротор. При вращении ротора величина зазора периодически меняется, вследствие чего в обмотке наводится ЭДС датчика скорости с частотой , где p – число зубцов ротора.

Формирование прямолинейных импульсных сигналов производится двухкаскадным усилителем на транзисторах. Импульсы датчика преобразуются далее в сигнал в цифровом коде при помощи цифрового преобразователя частоты и поступают в систему управления. Посредством интегрирующего усилителя импульсы тока преобразуются в дальнейшем в аналоговый сигнал, пропорциональный скорости (для аналоговых систем). Импульсные датчики с индукционными частотными тахогенераторами могут работать при скоростях свыше .

4.6 Выбор средств сопряжения микропроцессора с измерительными преобразователями и исполнительными органами

Сигналы в САУ РЭП являются аналоговыми и имеют различную форму. ЭВМ, напротив, оперирует строго определенными формой и уровнем. В связи с этим встает задача сопряжения САУ РЭП с ЭВМ.

Из ЭВМ код задания передается на регистр-защелку, который поддерживает его постоянным на время преобразования в сигнал управления . Преобразование осуществляет ЦАП. Далее сигнал поступает на регулятор тока и тиристорный преобразователь, управляющие скоростью двигателя. Скорость двигателя определяется датчиком импульсов, который преобразует скорость вращения ротора двигателя в последовательность импульсов – сигнал обратной связи . Количество импульсов данного сигнала подсчитывается счетчиком импульсов, который преобразует его в код и передает на регистр-защелку и далее в ЭВМ. Все операции записи-чтения синхронизируются ЭВМ. Полный цикл вычисления производится за время – период дискретности системы.

Регистры-защелки выбираем из серии К580: К580ИР82 – 8-миразрядные регистры с управлением по уровню и тремя состояниями входных-выходных линий, напряжение питания +5 В, максимальный ток – 32 мА.

Преобразователь ЦАП имеет следующие характеристики: 10 разрядов, время установления – 5 мкс, абсолютная погрешность 3%, опорное напряжение 17 В, ток потребления 2 мА, напряжение питания 517 В.

Для формирования последовательности импульсов, число которых прямо пропорционально зависит от скорости вращения ротора двигателя, используем датчик импульсов ВЕ178 с частотой импульсов – . Он представляет собой источник и приемник светового сигнала, разделенные диском с прорезями. Диск связан с валом ротора и при его вращении перекрывает и открывает доступ светового сигнала от источника к приемнику, формируя импульсы.

Количество импульсов подсчитывается двумя счетчиками импульсов СТ16 555 4Е 19, работающих совместно (для обеспечения 8-миразрядности). Питание СТ16 производится от напряжения 15 В. Подсчитанное количество импульсов за период дискретности счетчик преобразует в код и передает на регистр-защелку и далее в ЭВМ, и обнуляется сигналом с ЭВМ, поданным на вход R.

Рисунок 4.5 – Схема цифрового контура скорости