2.2 Выбор и расчет передаточной функции усилителя

В качестве электронного усилителя принимаем многокаскадный усилитель напряжения, обеспечивающий необходимую мощность двигателя и насоса. Используется микросхема операционного усилителя типа КР140УД1 с коэффициентом усиления по напряжению k_у = 44.

Технические характеристики усилителя.

Выходное напряжение, В 220.

Входное напряжение, В 5.

Данный элемент усиливает сигнал 5 В в сигнал 220 В для управления исполнительным механизмом.

Передаточная функция этого элемента будет:

,

. (2)

2.3 Выбор и расчет передаточной функции запорного клапана

Для рассматриваемой системы необходимо подобрать запорный клапан с управлением по электрическому сигналу, а также по характеристикам конструируемой системы. Клапан запорный электромагнитный КРТ-НО DN25 PN16 серия 210 соответствует всем требованиям, предъявляемым при построении конструируемой системы автоматического управления процессом полива газона , поэтому следует считать целесообразным применение данного устройства для конструирования системы.

Технические характеристики клапана.

Исполнение клапана нормально открытый.

Условный проход, DN, мм 25.

Рабочее давление, PN, до 5 атм.

Диаметр клапана, см 6.

Агрегатное состояние рабочей среды жидкость газ пар.

Напряжение питания, В 220.

Время открытия/закрытия, сек. 0,2 ÷ 0,5.

Клапан представляет собой нелинейный элемент с нелинейной характеристикой (рисунок 2), что необходимо учитывать при расчете передаточной функции элемента.

Рисунок 2 – Нелинейная статическая характеристика клапана

Для данного вида нелинейности передаточная функция клапана находится по формуле:

, (3)

так как рабочей является только верхняя часть графика, берущая начало в точке (0,0). Функция q(p) по атласу Топчеева имеет вид:

, (4)

где С = 220В - это значение напряжения в граничной точке;

А = 5∙10⁵Па - амплитудное значение давления в системе.

Таким образом, значение передаточной функции

.

2.4 Выбор и расчет передаточной функции сплинклера

Сплинклер универсальный, предназначается для орошения почвы и необходим для рассеивания потока жидкости, направленного из системы орошения.

Технические характеристики сплинклера.

Диаметр входного отверстия, мм 30.

Диаметр выходных отверстий, мм 0,5.

Количество выходных отверстий 30.

Сплинклер представляет собой нелинейный элемент автоматики c статической характеристикой, изображенной на рисунке 3.

Рисунок 3 – Статическая характеристика сплинклера

По справочнику Топчеева, для нелинейности такого вида имеем:

, (5)

где В = 3.5 МПа – рабочее давление,

А = 5 МПа – максимальное давление, передаваемое на вход форсунки,

Q = 0,27∙10^-3 м³/с – расход жидкости на выходе.

Подставим значение в функцию, получим

.

Таким образом передаточная функция сплинклера будет равна .