6.2 Построение рабочей точки и запретной зоны

По техническому заданию, требуемая скорость в нагрузке составляет ω_тр=0,5 рад/с, требуемое ускорение в нагрузке ε_тр=0,01 рад/с², максимальная амплитуда ошибки .

Найдем коэффициенты ошибки по скорости и ускорению:

(44)

(45)

Откладываем на оси частот (рисунок 13) значения k_v и .

Через точку ( k_v;0) проводим асимптоту с наклоном -20 дБ/дек, через точку (;0) проводим асимптоту под наклоном -40 дБ/дек. Точка пересечения будет являться рабочей точкой для системы. Рабочая точка А и запретная зона ЗЗ лежат ниже ЖЛАЧХ системы, следовательно, система удовлетворяет требованиям по точности и быстродействию.

6.3 Построение ЛАЧХ последовательного корректирующего устройства

Построение ЛАЧХ последовательного корректирующего устройства производится путем вычитания реальной ЛАЧХ из желаемой ЛАЧХ (рисунок 13) системы:

Lку(λ)=Lж(λ)-Lр(λ) (46)

По ЛАЧХ корректирующего устройства определяются частоты сопряжения и передаточная функция корректирующего устройства.

(47)

6.4 Оценка качества системы после коррекции

Таким образом можем сказать, что запас устойчивости системы по амплитуде Ga=5дБ, запас устойчивости по фазе равен Gφ=-142-(-180)=38 град.

После коррекции система удовлетворяет требованиям по запасам устойчивости по фазе и амплитуде.

Рисунок 14 – ЛАЧХ и ЛФЧХ системы после коррекции

Следовательно, коррекция дала положительный результат.

7 РАСЧЕТ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

7.1 Расчет последовательного корректирующего устройства

Передаточная функция корректирующего устройства имеет вид:

Корректирующее устройство имеет вид RC цепочки (рисунок 14):

Рисунок 14 – Последовательное корректирующее устройство

Всю RC цепочку можно разбить на две части. Каждая из этих частей описывается частью передаточной функции корректирующего устройства. Расчет параметров элементов электрической цепи приведен ниже.

Зададимся значением емкости конденсаторов C₁=C₂=10мкФ.

(48)

(49)

Для второй части передаточной функции корректирующего устройства проведем аналогичные вычисления:

(50)

(51)

Последовательное корректирующее устройство устанавливается в системе после операционного усилителя (рисунок 15).

МП

Усилитель

Фара

Редуктор

Двигатель

Корректирующее устройство

Датчик углового перемещения

Рисунок 15 – Структурная схема САУ фарами автомобиля с учетом

корректирующего устройства

7.2 Дискретная коррекция

Перейдем от псевдочастоты к частоте ω при помощи замены в выражении (47):

(52)

Переходим к z производя замену в выражении (52):

(53)

Делим числитель и знаменатель выражения (53) на Z:

(54)

Разностное уравнение в реальном масштабе времени:

(55)

На основании уравнения (55) составляется корректирующая программа.

Корректирующая программа на основании сигнала поступающего с датчика угла отклонения фар и сигнала управления подаваемого микропроцессором вырабатывает корректирующее значение, на которое умножается сигнал управления. Корректированный сигнал подается в систему. Блок-схема программы коррекции системы автоматического управления фарами автомобиля приведена на рисунке 16.

Рисунок 16 – Блок-схема программы коррекции САУ фарами автомобиля