3.1 Расчет контура тока
Коэффициент
обратной связи по току
рассчитывается исходя из того, что
максимальному входному напряжению
в установившемся режиме будет
соответствовать максимальный ток якоря
.
По
условиям коммутации
,
исходя из этого получаем:
(3.1)
Регулятор тока пропорционально-интегральный, его постоянная времени принимается равной электромагнитной постоянной двигателя. Структурная схема контура тока представлена на рис. 3.2.
Рис.3.2. Структурная схема контура тока
Из структурной схемы можно записать:
;
;
(3.2)
.
Примем корни характеристического уравнения соответствующие техническому оптимуму.
.
В этом случае справедливо:
.
Приравняв коэффициенты при одинаковых степенях получим:
;
;
;
;
;
Находим постоянную времени астатического звена контура тока:
(3.3)
С учетом проведенных преобразований передаточная функция астатического контура тока примет вид:
.
3.2 Синтез статического контура скорости
Структурная схема статического контура скорости имеет следующий вид (рис.3.3.):
Рис.3.3. Структурная схема статического контура тока
Рассчитаем коэффициент обратной связи по скорости по формуле:
(3.4)
Из структурной схемы можно записать:
;
.
Пренебрегая
коэффициентом при старшей степени –
,
получаем передаточную функцию:
;
.
Принимаем корни соответствующие техническому оптимуму:
.
(3.5)
В этом случае справедливо:
.
Приравняв коэффициенты при одинаковых степенях получим:
;
;
;
Быстродействие статического контура скорости в 2 раза ниже быстродействия контура тока.
;
(3.6)
Запишем передаточную функцию статического контура скорости:
.
3.3 Синтез астатического контура скорости
Структурная схема астатического контура скорости представлена на рис. 3.4:
Рис. 3.4 Структурная схема астатического контура скорости.
Из структурной схемы можно записать:
;
.
Пренебрегая степенями больше второй, получаем:
.
Принимаем распределение корней соответствующее техническому оптимуму:
.
(3.7)
Представляем знаменатель передаточной функции в виде
;
, 
, 
;
;
(3.8)
;
;
(3.9)
С учетом этих преобразований передаточная функция астатического контура скорости примет вид:
.
Быстродействие астатического контура скорости в два раза ниже статического.
3.4 Расчет регулятора положения
С
труктурная
схема контура положения представлена
на рис.3.5:
Рис.3.5. Структурная схема контура положения
-
регулятор положения пропорциональный.
Из структурной схемы можно записать:
.
Передаточная функция регулятора положения:
.
При синтезе контура положения делаем допущение: пренебрегаем коэффициентом при старшей степени р.
;
.
Примем корни характеристического уравнения соответствующие техническому оптимуму.
;
;
;
;
;
В качестве датчика обратной связи по положению используется фотоимпульсный датчик. Одному обороту датчика соответствует 1000 импульсов. Один импульс - 20 мВ.
Одному
импульсу соответствует
,
тогда коэффициент обратной связи по
положению:
.
Исходя из заданного значения добротности необходимо определить коэффициент .
Для
квазиустановившегося режима, когда
скорость не изменяется (
)
можно записать:
;
;
;
;
;
;
;
При
получаем:
(3.10)