4. Пример курсового проектирования

4.1. Описание принципа действия следящей системы

Принципиальная схема электрической следящей системы рулевого устройства приведена на рис.4.1.^*

При повороте штурвала относительно нейтрального положения на угол  c сельсина СД снимается сигнал переменного электрического напряжения u_, амплитуда которого пропорциональна величине указанного угла. Руль при этом отклоняется от диаметральной плоскости на угол . С сельсина СП снимается сигнал переменного электрического напряжения u_, амплитуда которого пропорциональна величине угла . Оба сельсина по выходным напряжениям включены последовательно и в противофазе. За счет такого включения образуется сигнал переменного напряжения в соответствии с выражением

u_u_u_ (4.1)

Сигнал u_ является сигналом, отображающим ошибку регулирования угла поворота руля. Амплитуда сигнала u_ пропорциональна разности заданного  и фактического  значений углов поворота руля, а фаза сигнала u_, принимающая два значения – 0 и 180^О, указывает на знак отклонения  относительно. Фазочувствительный выпрямитель ФЧВ преобразует сигнал u_ переменного напряжения в сигнал =u_ постоянного напряжения так, что величина этого сигнала пропорциональна величине ошибки регулирования  и учитывающая знак этой ошибки.

Сигнал =u_ поступает на корректирующее устройство КУ1. Корректирующее устройство представляет собой электронную схему, которая преобразует входной сигнал =u_ схемы в соответствии с некоторым дифференциальным уравнением (или передаточной функцией) в выходной сигнал, который на схеме обозначен как u_Корректирующее устройство вводится в схему для того, чтобы работа СС происходила с заданными показателями качества при заданных изменениях входного сигнала схемы – угла .

Транзисторный усилитель ТУ является усилителем напряжения, к выходу которого подключается маломощная нагрузка. Напряжение u₂ поступает на обмотку управления w_у магнитного усилителя. МУ в схеме является усилителем мощности, нагрузкой которого является электрический исполнительный двигатель ИД постоянного тока, который имеет большую мощность – десятки киловатт. ИД через редуктор Р поворачивает руль. Через обмотку w_ОТ в

__________________________________________________________________________________________________________

^* Примечание. На рис.4.1 сельсины, ФЧВ, ТУ и МУ показаны упрощенно в виде функциональных схем, которые правильно отражают существующие входные и выходные сигналы этих элементов и позволяет использовать дифференциальные уравнения элементов. Полные схемы этих элементов рассматриваются в дисциплине ЭФУСА.

МУ вводится положительная обратная связь по току, которая улучшают внешнюю характеристику МУ. С использованием тахогенератора ТГ, который является датчиком частоты вращения _Д, и корректирующего устройства КУ2 в МУ вводится отрицательная обратная связь. Цель введения КУ2 та же, что и КУ1.

4.2. Исходные данные

1. Показатели качества регулирования СС:

а) =4^'=0,00116 рад – ошибка регулирования в следящем режиме;

б) М=1,3 – показатель колебательности.

2. Параметры входного сигнала: - максимальные значения скорости и ускорения поворота штурвала.

3. Характеристики элементов СС: k_=2, T_у=0,001, …и т.д.