1. Постановка задачи

Исследовать следующую систему с сельсинным измерительным устройством (рис.1) , ); в состав САУ входят сельсинное измерительное устройство СД и СТ (трансформаторный режим включения), фазовый детектор ФД, электромашинный усилитель мощности с поперечным полем ЭМУ, двигатель постоянного тока с независимым возбуждением ДПТ, редуктор РЕД и рабочая машина РМ.

Численные значения параметров элементов, образующих САУ, приведены в таблице. 1

Табл.1. Численные значения заданных параметров

Параметры	Значения
	35; 1.0
Тм, с	16.6*
Tэ,с	11.1*
Тк, с	6.66*10-3
Кред	1/300
Кд, ред/Вс	2.5
Кфд	80
Кэму	12
Кө, В/рад	50

2. Анализ принципа действия сау и разработка функциональной схемы сау

В данном курсовом проектировании предполагается исследование следующей системы с сельсинным измерительным устройством, принципиальная схема системы которой приведена на рис.1.

Рис. 1. Принципиальная схема следующей системы с сельсинным измерительным устройством

В состав САУ входят сельсинное измерительное устройство СД и СТ (трансформаторный режим включения), фазовый детектор ФД, электромашинный усилитель мощности с поперечным полем ЭМУ, двигатель постоянного тока с независимым возбуждением ДПТ, редуктор РЕД и рабочая машина РМ.

Рассмотрим принцип работы схемы. Алгоритм функционирования заключается в следующем: изменение управляемой величины с необходимой точностью в соответствии с заранее неизвестной функцией времени, определяемой задающим воздействием: , где- заранее неизвестная функция времени. Таким образом, следящая система, как и программная система, воспроизводит задающее воздействие. Однако это

воздействие в следящей системе изменяется не по заданной программе, а произвольно.

Сельсины в трансформаторном режиме выполняют функцию элемента сравнения. Ротор сельсина-датчика СД механически связан с ведущим валом, а ротор сельсина-приемника – с ведомым, или приемным валом (с осью рабочего механизма). Благодаря этому на сельсины как на элемент сравнения поступают задающее воздействие (угол поворота ведущего вала) и управляемая величина (уголповорота приемного вала). Сельсины выставляют угол рассогласованиямежду ведущим и приемным валами и преобразуют его в напряжение несущей частоты, величина огибающей которой при малых углах рассогласования пропорциональна углу рассогласования, а фаза несущей частоты определяется знаком этого угла. Если угол рассогласованияотносительно согласованного положения является положительным, то напряжение несущей частоты совпадает по фазе с напряжением питания. При отрицательном угле рассогласования напряжение несущей частоты находится в противофазе с напряжением питания (рис.2).

Рис.2. Характеристики, поясняющие работу элементов.

Будем считать, что положительное значение огибающей модулированного напряжения несущей частоты соответствует случаю, когда напряжение несущей частоты совпадает по фазе с напряжением питания, а отрицательное значение огибающей – случаю, когда напряжение несущей частоты находится в противофазе с напряжением питания. Тогда можно утверждать, что сигнал рассогласования следящей системы на выходе сельсина-приемника выражен огибающей модулированного напряжения несущей частоты (рис.2).

Для усиления напряжения сигнала рассогласования в следящей системе применен электромашинный усилитель мощности ЭМУ, т.е. усилитель с входом на постоянном токе. ЭМУ с поперечным полем относится к усилительный элементам генераторного типа и представляет собой одноякорную электрическую мамину постоянного тока, в которой магнитный поток реакции якоря используется в качестве основного рабочего потока, а магнитный поток обмотки возбуждения служит управляющим потоком. Таким образом, изменяя ток возбуждения, можно менять в широких пределах величину выходной возможности, т.е. управлять процессом превращения механической энергии приводного двигателя в электрическую энергию, получаемую на выходе ЭМУ.

С выхода ЭМУ напряжение подается на исполнительный двигатель постоянного тока, который через редуктор связан с приемным валом и осью сельсина-приемника. На приемном вале находится собственно управляемый объект – рабочая машина. В следящей системе управляемым объектом является силовой исполнительный двигатель ДПТ. Собственно управляемый объект является нагрузкой для исполнительного двигателя и в состав самой системы не входит.

Имея принципиальную схему, составим функциональную схему. Следящую систему с сельсинным измерительным устройством целесообразно расчленить на следующие элементы : сельсинное

измерительное устройство (сельсин-датчик СД и сельсин-трансформатор СТ); фазовый детектор ФД; электромашинный усилитель ЭМУ; исполнительный двигатель ДПТ; редуктор РЕД; рабочий механизм РМ. Функциональная схема данной САУ представлена на рис.3.

Рис. 3. Функциональная схема САУ

На функциональной схеме (рис2) приведены следующие элементы:

СД. СT-сельсинное измерительное устройство

ФД - фазовый детектор

ЭМУ - электромашинный усилитель

ДПТ - исполнительный двигатель

РЕД – редуктор

РМ - рабочий механизм

- угол поворота ведущего вала

- угол поворота ведомого вала

- угол рассогласования ведущего и ведомого валов