5. Составление передаточной функции разомкнутой стабилизированной системы, определение ее параметров, построение лачх и вычисление запаса по фазе и
показателей качества переходного процесса
Определим коэффициент
усиления предварительного усилителя
.
С
труктурная
схема скорректированной системы
, где
В скорректированной системе для обеспечения требуемого запаса по фазе на частоте среза реализуется:
Введение жесткой
обратной связи уменьшает постоянную
времени исходной системы. Т.к.
найдем коэффициент обратной связи
по формуле:
Теперь найдем новую постоянную времени:
Во столько же раз уменьшается и общий коэффициент усиления разомкнутой системы:
Передаточные функции:
ЛАЧХ исходной и скорректированной (желаемой) системы, и ЛАЧХ системы после введения жесткой обратной связи, но без предварительного усилителя, ЛФЧХ исходной и скорректированной (желаемой) системы.
Определим запас по фазе скорректированной системы.
6. Определение параметров предварительного усилителя
С
игнал
с сельсина-приёмника (СП) проходит через
ограничитель. Он состоит из балластного
резистора
и двух встречно включенных стабилитронов
VD1 и VD2.
Оценка величины делается из условия ограничения тока через стабилитрон при максимальном напряжении, снимаемом с выхода СП:
,
где
- напряжение стабилизации;
- ток стабилизации;
Для стабилитрона типа Д814А имеем:
Н
апряжение
с выхода измерительного устройства
через амплитудный ограничитель подается
на вход предварительного усилителя.
Предварительный усилитель удобно строить на двух операционных усилителях типа К140УД7. На первом усилителе D1 имеется два входа. На первый вход поступает сигнал с измерительного устройства. При этом реализуется коэффициент передачи:
По второму входу реализуется коэффициент передачи по тракту обратной связи:
Зададим величину
.
Определим значения сопротивлений
входных резисторов
и
:
На втором операционном усилителе D2 реализуется передаточная функция устройства, компенсирующего фазовый сдвиг несущей частоты на обмотке управления асинхронного двигателя:
Посчитаем постоянную
времени
передаточной функции:
Посчитаем постоянную
времени
передаточной функции по формуле:
Коэффициент передачи на втором операционном усилителе равен отношению:
Подставим эти параметры получим следующее:
Теперь посчитаем
значения резисторов
и
и конденсаторов
и
.
Для этого выберем
.
Получим величину сопротивления
:
Найдем величину :
Найдем величину :
Т.к. входное сопротивление усилителя мощности менее 2 кОм, то на выходе предварительного усилителя ставиться эмиттерный повторитель на транзисторе VT1. Входное сопротивление эмиттерного повторителя оценивается по следующей формуле:
Входное сопротивление
усилителя мощности равно
.
Выберем сопротивление в эмиттерной цепи по формуле:
Если максимальная
амплитуда выходного сигнала операционного
усилителя составляет
,
то на выходе эмиттерного повторителя
она не должна превышать
.
Подставим полученную величину
в следующую формулу и проверим выполняется
ли условия:
Т.к. условие
выполняется, то сопротивление эмиттера
выбрано верно. Теперь посчитаем мощность
,
выделяемую на переходе к-э, и коэффициент
усиления по току транзистора в схеме с
общим эмиттером
и выберем транзистор. Транзистор выбираем
из условий:
Подставим значения в формулы получим:
Согласно неравенствам выбираем транзистор Т505Б, который имеет следующие технические данные:
Uкэ , В |
Iк , А |
|
Pкэ , Вт |
250 |
1.0 |
25 |
5 |
Находим входное сопротивление эмиттерного повторителя:
