3.4 Измеритель рассогласования
Измеритель рассогласования является информационным звеном ЭП, предназначенным для измерения g(t) и y(t), преобразования измеренных величин в электрический сигнал Ux, пропорциональный разности g(t) – y(t) = x(t).
Элементной базой для построения ИР являются первичные измерительные преобразователи (ПИП). В курсовом проекте используется вид ПИП: потенциометрические (ПМ). Принцип построения ИР по каскадной схеме. Привод с неограниченным углом поворота задающего вала, представлен на рисунке:
Рисунок 3.4 Принципиальная схема каскадного ИР на потенциометрических ПИП
Допустимая ошибка ИР определяется в виде:
Так как выполняется условие
,
то выбираем ПИП (ПТП‑5КI) удовлетворяющий
требованиям ЭП по точности
Если выдерживается соотношение Rд < Rп < Rу, где Rу – входное сопротивление предварительного усилителя, то коэффициент передачи ИР определяется в виде
Таблица 3.3. Технические данные потенциометрических ПИП
|
Обозначение |
φ, град |
Мтр*10-2, Нм |
δRj |
Pp, Вт |
m, кг |
|
ПТП -5КI |
360 |
0.645 |
δR30 |
5 |
0.115 |
Обозначим
– сопротивление датчика;
– сопротивление приемника;
– входное сопротивление сумматора,
– угол активной зоны потенциометра.
4. Статический расчет
Статический расчёт выполняется для установившегося режима работы привода и используется для определения требуемого из соображений точности общего коэффициента передачи (усиления) усилительно-преобразовательного устройства (УПУ), поскольку все остальные элементы привода – ИР, ИД, ПМ уже определены. При этом следует учитывать те основные режимы, на которые ориентирован привод. [1]
Для ПА тактовыми являются режим слежения с максимальной скоростью и режим слежения при гармоническом задающем воздействии. Гармоническое воздействие будет использовано далее для построения логарифмических характеристик привода с заданными свойствами. Поэтому следует воспользоваться режимом слежения с постоянной скоростью. При этом коэффициент передачи привода определяют с помощью выражения:
где β – жесткость механической характеристики ИД, находиться по формуле
,
где МП - пусковой момент двигателя и МN-номинальный момент, заданный в паспорте.
Для каскадной схемы ВТ, изображенный на рисунке 3.5, коэффициент передачи ИР имеет вид:
(4.2)
Затем определяется значение коэффициента усиления УПУ.
(4.3)
5. Динамический расчет
5.1 Анализ динамических свойств привода, построенного на выбранных элементах
Поскольку анализ динамических свойств на этапе проектирования может быть выполнен только аналитически, для его осуществления необходима математическая модель привода. В проекте используются частотные методы, поэтому математическую модель рекомендуется представить в виде структурной схемы и соответствующих передаточных функций, а при исследовании динамических режимов воспользоваться методом логарифмических частотных характеристик.
Рисунок 5.1. Структурная схема привода, построенного на выбранных элементах
Передаточная функция разомкнутого привода (располагаемая) в соответствии со структурной схемой, определяется из (4.1)
Измеритель рассогласования построенный на потенциометрических ПИП, в данном проекте, в динамическом отношение может считаться звеном безыинерционным.
Передаточная функция транзисторных усилительных устройств, при некоторых допущениях может быть представлена в следующем виде:
(5.1)
Постоянная времени Ту обычно превышает Ту= (0,005–0,008) с. Таким образом быстрота протекания динамических процессов в этих усилительных устройствах существенно выше, чем в механических узлах привода. Поэтому
Wу=Ку (5.2)
Далее надлежит построить асимптотические логарифмические частотные характеристики разомкнутого привода: амплитудную (ЛАХ) L(w) и фазовую (ЛФХ) ψ(ω).
где Wi(jω) – соответственно передаточные функции Wи(p), Wу(p), Wим(p). В особенности это относиться к Wим(p), определенные ранее в формулах 4.1 и 3.14.
Для астатических приводов, каким является привод антенны, эта асимптота будет проведена с наклонном (-20 дб/дек), проходящих через точки
Дб
ЛАХ располагаемой передаточной функции астатического привода изображена на рисунке 5.4.
Рисунок 5.2 Структурная схема замкнутого процесса
Рисунок 5.3. Переходный процесс располагаемой системы
Рисунок 5.4 ЛАХ располагаемой системы