5.Системные расчеты

5.1. Передаточная функция элементов схемы

Втом случае, когда используется интегральная ШИМ, с якоря на вход интегратора подаётся обратная связь по напряжению. Структурная схема может быть представлена на рисунке 5.1.1.

Рисунок 5.1.1 - Структурная схема блока, охваченного отрицательной обратной связью

Переходные процессы импульсные, поэтому необходимо применять импульсные методы расчёта. Однако если удастся показать, что частота следования импульсов в несколько раз превышает частоту среза, то могут применяться непрерывные методы расчёта, что намного упрощает задачу. Представим передаточные функции элементов в виде апериодических звеньев. Коэффициенты передачи некоторых блоков, за исключением последнего, принимаем за единицу.

1. Интегратор:

(5.1.1)

где , гдеt_х и U_{У min} находится по формуле

(5.1.2)

(5.1.3)

.

2. Компаратор:

(5.1.4)

где ;

Т_к = 310^-6 с – постоянная времени компаратора;

3. Триггер:

(5.1.5)

где ;

Т_тр = 2010^-9 с – постоянная времени задержки триггера.

4. Элемент задержки:

(5.1.6)

где ;

Т_эз = 510^-9 с – время задержки на открывание ранее закрытого в паре транзистора.

5. Гальваническая развязка:

(5.1.7)

где ;

Т_к = 0,162410^-6 с – из справочника.

6. Предмощный каскад:

(5.1.8)

где ;

Т_прк = 2,510^-6 с – постоянная времени наиболее мощного транзистора в предмощном каскаде.

7. Мощный каскад:

(5.1.9)

где ;

Т_MK = 2,510^-6 с – постоянная времени одного из транзисторов, входящего в состав мощного каскада.

8) Компаратор ОС:

, (5.1.10)

где - постоянная времени компаратора.

9) Гальваническая развязка обратной связи:

, (5.1.11)

где , - из справочника.

Таким образом, в целом получаем передаточную функцию цепи, входящую в контур:

(5.1.12)

5.2. Лах и фчх электронного блока

Для построения ЛАХ применим типовые правила:

1 Находим

2 Находим частоты

Откладывая эти точки на вертикальной и горизонтальной оси, строим график.

ФЧХ строится по результатам расчета выражения:

Для построения ЛАЧХ и ФЧХ воспользуемся программным пакетом MahtCad. Характеристики приведены на рисунке 5.2.1.

Рисунок 5.2.1 – ФЧХ и ЛАХ разомкнутой системы

5.3. Выводы о качественных показателях сау

Для нормального функционирования САУ необходимо, чтобы запас по фазе был равен 15-30, а запас устойчивости по амплитуде – 30-60 Дб. В данном курсовом проекте Δ  40 Дб, Δ  40, что свидетельствует об устойчивости системы (см. рисунок 5.2.1).

Заключение

В курсовом проекте был разработан электронный блок управления двигателем постоянного тока в зависимости от показаний датчика температуры

В результате расчета был произведен выбор элементов схемы мощного и предмощного каскада, элементов гальванической развязки, а также анализ элементов задержки, генератора формирования коротких импульсов и схемы ШИМ. Для предотвращения выхода системы из строя в критических режимах работы была использована схема защиты от перегрузок.

Произведены системные расчеты, по результатам которых построены ФЧХ и ЛАХ разомкнутой системы. По построенным характеристикам, определен запас устойчивости по амплитуде и проанализирована устойчивость самой системы.