6 Этапы синтеза лсу. Элементный синтез (размерностный).

Размерностный синтез заключается в выполнении правила, выходной сигнал следующего звена совпадает по размерности с выходным предыдущего.

Рассмотрим пример: ЛСУ расхода сыпучих материалов для упаковки в различную габаритную тару.

Исходя из принятого ТЗ выбираются элементы (звенья) ЛСУ по их размерностям. Выбор ведется справа налево.Синтез начинается с объекта управления.

Кв – конвейер винтовой, Q[кг/с]; Р – редуктор,  [рад/с]; Д – двигатель, ₁ [рад/с]; У – усилитель, U₁ [В]; З – задающее устройство, U₂ [В]; МПр – механический преобразователь, Р [Па]; ТД – тензодатчик, R_х [Ом]; НУ – нормирующий усилитель, U₄ [В].

В качестве З можно использовать таймер, реле, микропроцессор. Для постоянства массы в упаковке надо регулировать время упаковки, в этом случае обратную связь делают по параметру, связанному со временем. Выходной параметр необходимо перевести в размерностную флрму.

m[кг]=[кг/м²]*[м/с]*[с]*[м] – это вариант четырехконтурного регулирования по четырем параметрам: давление на поверхности конвейера (дозатор), скорость перемещения ленты, время насыпания, линейное перемещение ленты конвейера. Регулирование может вестись по одному параметру, все остальные при этом постоянны. Если учесть, что нестабильность присутствует в любой ЛСУ, регулирование можно вести по всем четырем параметрам. Выберем контур с измерением давления на поверхность конвейерной ленты, поскольку в качестве привода выбран электродвигатель, регулировать будем скорость перемещения, а измерять – давление.

7 Этапы синтеза лсу. Метрологический синтез

На этом этапе задается по ТЗ метрологическая точность объекта управления. Метрологическая точность ОУ на входе определяется с помощью статической характеристики, в относительных единицах. Далее рассчитываются погрешности всех звеньев ЛСУ, они по возможности должны быть одинаковые, допустимые диапазоны абсолютных значений параметров, которые соответствуют выбранной в ТЗ погрешности.

8 Этапы синтеза лсу. Энергетический синтез

Заключается в том, что анализируются и выбираются все звенья ЛСУ справ налево с соблюдением правила: выходной сигнал предыдущего звена по мощности должен быть на 10-15% больше, чем входной сигнал последующего.

Рассмотрим ЛСУ сыпучих материалов:

Кв – конвейер винтовой, МПр – механический преобразователь, ТД – тензодатчик, НУ – нормирующий усилитель,

• Кв: 25 кг за 5 с, тогда Вт;

• Мпр: его КПД<1, тогда примем N=38 Вт;

• ТД: на резисторе тензодатчика выделяется мощность Вт (I – ток в цепи НУ, R_х – предел измерений ТД), таким образом задача ставится так: какой мощности нужно выбрать резистор тензодатчика, чтобы при воздействии на него 38Вт механического усилия он выдержал то воздействие. Перед выбором ТД нужно выбрать подложку, после выбора подложки выбирается мощность ТД;

• НУ: мощность на выходе НУ может определяться двумя путями:

а) выбирается стандартный НУ, выходная мощность берется из справочника и под него нужно выбирать АЦП, либо делать его самостоятельно;

б) предпочтительнее найти параметры предполагаемого АЦП, найти мощность выходного сигнала N=I*U, исходя из этого выбирается или рассчитывается НУ: Вт;

• АЦП: поскольку в принципе АЦП, ЦАП, задатчик находятся внутри микропроцессора, то вопрос энергетического подбора этих звеньев опускается, энергетика определяется параметрами микропроцессора;

• Р: примем с учетом потерь на тепло N=43 Вт;

• Д: примем N=45 Вт;

• У: допустим в качестве Д выбран ИДПТ с независимым управлением, k_Д=10, тогда при U₁=5 В k_У=5/10^-2=500.

Таким образом пройдена вся цепь.