2.2 Двигатель постоянного тока

об/мин (2)

Выбираем двигатель постоянного тока, так как двигатель отвечает требованиям по мощности и частоте вращения.

Технические характеристики двигателя:

1. Мощность 15 Вт;

2. Номинальная частота вращения 500 об/мин;

3. Максимальная частота вращения 3000 об/мин;

3. Напряжение питания 10 В;

4. Коэффициент управления по скорости вращения 0.1087 об/В*с

5. Коэффициент полезного действия 85.5 %;

6. Момент инерции нагрузки J_н=0.02 кг*м²

7. Габариты 75х45х30 мм.

Передаточная функция двигателя по скорости вращения:

, (3)

где

k_xx= 0.1087 об*/В*с - коэффициент управления по скорости вращения,

T_m=0.007 c - электромеханическая постоянная времени ЭД при моменте инерции нагрузки J_н=0.02 кг*м² .

Передаточная функция двигателя по скорости вращения примет вид:

(4)

2.3 Датчик частоты

Технические характеристики датчика частоты:

1. Крутизна напряжения датчика 0.033 В/(об/мин);

2. Нагрузочное сопротивление не менее 2 Ом.

Передаточная функция тахогенератора:

Wtg1=k, (5)

УИТС.421243.011 ПЗ

где

k=0.033 В/(об/мин)*60 =1.98 об/с – крутизна характеристики датчика, но с его выхода максимальный сигнал составляет 1.98 В/(Об/c)*(4000/60) Об/c =132 В, а напряжение питания ОУ составляет 15 В, т.е. необходимо ослабить сигнал в 132/12=11 раз и передаточная функция тахогенератора будет:

Wtg1=k/11=0.18 (6)

2.4 Усилитель

В качестве усилителя будем использовать микросхему средней точности, общего применения.

Технические характеристики усилителя:

1. Напряжение питания +5 В;

2. Входной ток 10 мА.

Передаточная функция усилителя:

W_ou1 =250, (7)

так как усилители выполняют только вычисление сигнала рассогласования.

3 Деление лсу на изменяемую и неизменяемую части.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ

К неизменяемой части относят все элементы регулятора с передаточной функцией отличной от единицы. Следовательно, к ним можно отнести все элементы кроме микропроцессора. Таким образом в данной САУ предусматривается установка цифрового микроконтроллера, который может осуществлять вычисление сигнала рассогласования, а при необходимости реализовывать программную коррекцию системы.

Определим передаточную функцию системы, передаточная функция главной цепи будет:

. (8)

Передаточная функция разомкнутой системы будет:

. (9)

Передаточная функция замкнутой системы:

. (10)

По выражению (9) построим АФЧХ разомкнутой системы, изображенную на рисунке 2:

Рисунок 2 – АФЧХ разомкнутой системы.

Согласно критерию Найквиста, замкнутая автоматическая система регулирования будет устойчивой, если АФХ разомкнутой системы не охватывает точку с координатами -1,j0 ,таким образом, имеем устойчивую систему с неограниченно большими запасами по амплитуде и фазе.

4 ПОСТРОЕНИЕ ЛОГАРИФМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ИХ АНАЛИЗ.