2 Расчет элементов электронной схемы регулятора.

2.1 Расчёт делителя напряжения обратной связи.

К выводам тахогенератора подключён делитель напряжения, представленный последовательным соединением сопротивлений R₁₄ и R₁₅ – рисунок 2. Ток в цепи "делитель – обмотка якоря тахогенератора" не должен превышать I_я.тг=0,22А, иначе будут наблюдаться нелинейные искажения преобразования выходного напряжения тахогенератора U_тг. Выходное напряжение делителя является напряжением обратной связи, которое не должно превышать 10В, при максимальных оборотах двигателя U_ос=10В.

Ограничим сигнал: .

Необходимо подобрать R14 и R15 так, чтобы:

Для нахождения воспользуемся формулой

,

откуда следует, что

Решим систему уравнений:

Решая, получим:

R14=35,8кОм,

R15=10кОм.

Выбираем из справочника значения, наиболее приближённые к полученным, и вычисляем коэффициент делителя

,

и проверяем условие 10.

Используя ряд сопротивлений Е24, выберем следующие значения:

R14=36кОм,

R15=10кОм.

Тогда

.

Проверим: .

2.2 Расчёт делителя напряжения задания.

Данный делитель формирует напряжение задания и задаёт одностороннее вращение вала двигателя (одностороннее – т. к. подключен только к +15В)

Ограничение: .

Необходимо подобрать R1 и R2 так, чтобы:

Решим систему уравнений:

Решая, получим:

R1=5кОм,

R2=10кОм.

Выбираем из справочника значения, наиболее приближённые к полученным, и вычисляем коэффициент делителя

,

и проверяем условие 10.

Используя ряд сопротивлений Е24, выберем следующие значения:

R1=5,1кОм,

R2=10кОм.

Тогда

.

Проверим: .

2.3 Расчёт сравнивающего элемента.

Так как операционный усилитель У1 не усиливает входные сигналы, а только сравнивает, то его коэффициент усиления k₁=1.

Необходимо определить R3, R4, и R5.

R3=R4.

,

,

,

следовательно, и отсюда:R3=R4=R5.

Выбираем значения резисторов: наиболее приемлемые значения R3=R4=R5=10кОм.

2.4 Расчёт сумматора.

От каждого из каналов ПИД-регулятора R₁₀, R₁₁, R₁₂ подаются сигналы на инвертирующий вход У5. Операционный усилитель суммирует эти сигналы, но не усиливает их, то есть его коэффициент усиления k_c=1, с другой стороны k_c является коэффициентом усиления по инвертирующему входу и определяется из выражения:

,

где R_ос=R13 , R_вх=R10=R11=R12. Условие, при котором k_с=1, равенство значений всех резисторов. Откуда R10=R11=R12=R13.

Выбираем значения резисторов: наиболее приемлемые значения R10=R11=R12=R13=10кОм.

В этой главе мы произвели расчёты элементов принципиальной схемы. Полученные значения:

R14=36кОм,

R15=10кОм,

R1=5,1кОм,

R2=10кОм,

R3=R4=R5=10кОм,

R10=R11=R12=R13=10кОм.