- •Введение
- •1 Расширенное техническое задание
- •Назначение лсау в данной курсовой работе в качестве проектируемой лсау рассмотрим систему автоматического управления душевой кабинкой на космической станции.
- •1.2 Состав лсау
- •1.3 Технические требования к проектируемой лсау
- •2 Выбор и обоснование выбора элементной базы лсау
- •2.1 Выбор микроконтроллера
- •2.2 Выбор клапана
- •2.10 Выбор смесителя
- •Выбор датчика
- •4 Расчет устойчивости системы
- •5 Построение лачх и лфчх непрерывной системы
- •6 Построение желаемой лачх и лачх корректирующего устройства.
- •6.1 Построение жлачх
- •7 Синтез корректирующего устройства
- •7.1 Синтез параллельного корректирующего устройства
- •7.2 Синтез программного корректирующего устройства
- •7.3 Выбор корректирующего устройства
- •Заключение
- •Список используемой литературы
2.2 Выбор клапана
В качестве запорного устройства был выбран трехпозиционный электрический клапан, управляемый соленоидом постоянного тока 5 В, максимальное давление 150кПа.
Передаточная функция клапана
Wкэ(p)=k (2)
где k – коэффициент клапана, k=0.4
Wкэ(p)=0.4 (3)
2.3 Выбор душевой кабинки
Душевая кабинка выполняется из легкой полимерной пленки. Диаметр кабинки Dк=0.7 м, высота – Hк=2 м. Объем кабинки вычисляется по формуле:
Vк= (4)
Vк=(м3) (5)
Передаточная функция кабинки имеет вид:
Wкаб(р)= (6)
где k=(7)
c – удельная теплоемкость, с=1005Дж/кг·К
ρ – плотность воздуха при t=38 ͦ С, ρ=1.128 кг/м3
k=0.0014
T= (8)
Кв – кратность воздухообмена, для ванн и душевых Кв=38
Т=0.125
Отсюда передаточная функция кабинки:
Wкаб(р)=(9)
2.4 Выбор вентилятора
Радиальный вентилятор имеет следующие характеристики:
- напряжение, В 220
- частота вращения, об/мин 1500
- мощность, кВт 0.12
- производительность, м3/ч 850
- полное давление, Па 170
Передаточная функция имеет вид:
Wв(р)=(10)
где k=(11)
(12)
n– частота вращения
=157 (13)
k==0.714 (14)
Т=(15)
J– момент инерции рабочего колеса,J=0.11кг·м2
N– мощность электродвигателя
Т=0.165
Отсюда передаточная функция вентилятора:
Wв(р)= (16)
2.5 Выбор электроподогревателя воздуха
Канальный электроподогреватель имеет встроенную защиту от перегрева с автоматическим и ручным возвратом в исходное состояние. Тип защиты Ip43, тип НК 100
Технические параметры:
- мощность, кВт 0.6
- напряжение, В 220
- фазность 1
Передаточная функция имеет вид:
Wэв(р)=(17)
где k=(18)
∆t – разность температур, ∆t=18
k=0.082
Т1=0.6
Т2=(19)
T2=0.244
Отсюда передаточная функция электроподогревателя:
Wэв(р)=(20)
2.6 Выбор сепаратора
Параметры сепаратора:
- объем клапана, м3 0.18
- газовая постоянная, Дж/кг·К 8.31
- температура воздуха, К 311
- площадь проходного сечения, м2 0.125
- площадь проходного сечения (при равновесном состоянии) , м2 0.097
- показатели адиабаты 1.4
Передаточная функция имеет вид:
Wс(р)= (21)
k=(22)
T=(23)
Передаточная функция сепаратора:
Wс(р)= (24)
2.7 Выбор резервуара с водой
Резервуар с водой – емкость объемом 12.5 м2. Температура воды 38 ͦ С. В емкости имеется вытеснительная мембрана. Передаточная функция резервуара имеет вид:
Wр(р)=Wмем(р) (25)
где Т= (26)
P1 – давление на входе, Р1=150 кПа
Р2 – давление на выходе, Р2=120 кПа
– удельный вес чистой воды,9810 Н/м3
h– высота резервуара,h=2 м
Т=29.65
k=(27)
k=88.94
Передаточная функция мембраны имеет вид:
Wмем(р)=(28)
Wмем(р)=0.8 (29)
Wр(р)=(30)
2.8 Выбор насоса
Параметры насоса:
d – внутренний диаметр трубопровода, d=0.2 м
z – число колес, z=4
А, В – постоянные коэффициенты, А=0.4 с/м2, В=1.2 с2/м5
а – обобщенный коэффициент гидравлических сопротивлений трубопроводной сети, а=7.2 с2/м5
Н0 – напор первого колеса при нулевой подаче, Н0=1 м
Нг – геометрическая высота подъема, Нг=0.9 м
Передаточная функция имеет вид:
Wн(р)=(31)
где k=Q – подача насоса в рабочей точке, k=0.013
T=(32)
T=0.263
Отсюда передаточная функция насоса:
Wн(р)=(33)
2.9 Выбор фильтра воды
Передаточная функция имеет вид:
Wф(р)=k (34)
k принимается от 0 до 1. Поскольку необходима высокая степень очистки воды, поскольку эта вода будет использоваться снова, передаточная функция фильтра воды имеет вид:
Wф(р)=0.99 (35)