- •Следящая система является замкнутой системой автоматического управления.
- •1 Техническое задание
- •Функциональная схема следящей системы постоянного тока
- •Методика и расчет
- •2.2 Выбор передаточного числа редуктора
- •2.2.1 Выбор, исходя из обеспечения угловой частоты вращения
- •2.2.2 Выбор, исходя из обеспечения оптимального передаточного числа редуктора
- •2.2.3 Проверка правильности выбора двигателя по моменту.
- •2.2.4 Статический коэффициент преобразования редуктора
- •2.3 Выбор электромашинного усилителя
- •2.4 Выбор фазового детектора.
- •2.5 Выбор измерительного устройства
- •2.6. Определение статического коэффициента усиления разомкнутой системы
- •2.6.1. Определение по величине кинетической ошибки
- •2.6.2. Определение по величине статической ошибки.
- •Определение передаточных функций и параметров элементов системы
- •3.1.1 Передаточная функция и параметры измерительного устройства
- •Передаточная функция и параметры фазового детектора
- •3.1.3 Передаточная функция и параметры усилителя напряжения
- •3.1.4 Передаточная функция и параметры электромашинного усилителя мощности
- •Передаточная функция и параметры исполнительного двигателя
- •3.1.6 Передаточная функция и параметры редуктора
- •3.2 Передаточные функции системы
- •3.4 Определение устойчивости замкнутой некорректированной системы
- •Определение устойчивости по логарифмическому критерию.
- •3.4.2.Определение устойчивости по корням характеристического уравнения замкнутой системы
- •4 Синтез корректирующих устройств
- •4.1. Построение желаемой логарифмической амплитудно-частотной характеристики Lж[ω]
- •4.2. Определение передаточной функции, принципиальной схемы и параметров последовательного корректирующего устройства
- •4.3. Определение передаточной функции, принципиальной схемы и параметров параллельного корректирующего устройства
- •5 Анализ динамики скорректированной системы
- •Определение устойчивости замкнутой скорректированной системы по корням характеристического уравнения с помощью эвм
- •Построение кривой переходного процесса замкнутой скорректированной системы
- •Определение среднеквадратической ошибки аналитическим
- •6 Разработка принципиальной схемы следящей системы
2.2 Выбор передаточного числа редуктора
2.2.1 Выбор, исходя из обеспечения угловой частоты вращения
,
где
-
передаточное число редуктора;
-
номинальная угловая частота вращения
вала двигателя, рад/с;
-
максимальная угловая частота вращения
вала системы нагрузки, рад/с.
Номинальную частоту вращения вала двигателя можно найти так:
,
где
-
номинальная частота вращения вала
двигателя, об/мин.
тогда:
2.2.2 Выбор, исходя из обеспечения оптимального передаточного числа редуктора
,
где
-КПД
редуктора, возьмем равным 0,8.
Момент
вращения вала двигателя найдём по его
техническим параметрам:
,
тогда:
.
Так
как
>
,
то для дальнейших расчетов в соответствии
с конструкторским рядом выбираем
передаточное число редуктора, равное
,
для 3-х ступенчатого редуктора.
2.2.3 Проверка правильности выбора двигателя по моменту.
Для проверки правильности выбора двигателя по моменту рассчитаем требуемый момент двигателя по формуле:
,
где
-
момент сопротивления вала двигателя,
Нм;
-
момент сопротивления вала системы
нагрузки, Нм;
- КПД редуктора;
-
передаточное число редуктора;
-
момент вращения вала двигателя, Нм;
-
момент инерции вала системы нагрузки,
Нм
с2 /рад;
-
максимальное ускорение вращения вала
системы нагрузки, рад/с2
;
Рассчитаем
момент перегрузки
:
Так
как
<
,
следовательно, двигатель выбран
правильно.
2.2.4 Статический коэффициент преобразования редуктора
2.3 Выбор электромашинного усилителя
При выборе усилителя мощности следует соблюдать следующие условия:
Номинальная мощность усилителя должна удовлетворять неравенству:
,
где
-
номинальная мощность двигателя, Вт;
- КПД двигателя;
-
номинальное напряжение двигателя, В;
-
номинальный ток двигателя, А.
2) Номинальное напряжение усилителя должно соответствовать:
В.
Отношение номинальных токов усилителя и двигателя должно удовлетворять неравенству:
где
А.
Исходя из выше полученных данных по [1], из таблицы 1.6 выбираем электромашинный усилитель ЭМУ-12А. Его характеристики представлены в таблице 2.2
Таблица 2.2 – Технические характеристики ЭМУ-12А
|
|
|
|
|
|
|
|
|
115 |
1200 |
10,4 |
0,06 |
0,57 |
0,51 |
0,11 |
0,5 |
6,7 |
Wy=
2900 витков; ry=1030
Oм; Iуном=
;
.
Для
него:
и
2.4 Выбор фазового детектора.
Фазовый детектор – это устройство для преобразования переменного напряжения измерительного устройства в напряжение постоянного тока на выходе, полярность которого изменяется с изменением фазы переменного напряжения.
Фазовый детектор может быть на пассивных элементах – диодах и на
активных – транзисторах и операционных усилителях. В данной работе будем использовать фазовый детектор на активных элементах – транзисторах.
Коэффициент
усиления такого детектора
может быть от 0,6 до 10.
Пусть = 2,5.
