ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 116
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-
-
-
-
-
-
-
0.
0123
s
+
1
>
>
num3=
[
29]
;
>
>
den3=
[
1
0]
;
>
>
sys3=
tf(
num3,
den3)
Transfer
function:
29
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
s
>
>
num4=
[
0.
0478]
;
>
>
den4=
[
0.
008
1]
;
>
>
sys4=
tf(
num4,
den4)
Transfer
function:
0.
0478
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.
008
s
+
1
>
>
sys5=
sys1*
sys2*
sys3*
sys4
Transfer
function:
1.
954
s
+
24.
09
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
7.
97e-
006
s^
4
+
0.
001644
s^
3
+
0.
081
s^
2
>
>
w=
logspace(
-
3,
3)
>
>
bode(
sys5,
w)
73
Рисунок
2.
16
-
ЛЧХ
контура
скорости
Анализ
результатов
моделирования
Анализ
переходной
характеристики
КС
по
задающему
воздействию.
Определяем
величину
перерегулирования
σКС
и
время
нарастания
tН
КС
.
Для
расчета
σКС
по
рис.
2.
12
необходимо
найти
максимальное
отклонение
угловой
скорости
вращения
вала
ЭД
Ωmax
=
0,
89
рад/
с
(
2.
7)
и
установившееся
значение
Ωуст
=
0,
65
рад/
с
(
2.
8)
Подставив
(
2.
7)
и
(
2.
8)
в
формулу
74
σ
КС=
Ωmax−Ωуст
Ωуст
⋅100%
Получаем
σ
КС=
0,
89−0,
65
0,
65
⋅100%
=
36,
9%
.
Время
нарастания
tН
КС
определим
в
первой
точке
пересечения
графика
переходной
функции
и
установившегося
значения
угловой
скорости
ΩУСТ=
0,
65
рад/
с.
Из
графика
(
рис.
2.
14)
находим
tН
КС
=
0,
06
с.
Проверяем
соответствие
техническим
требованиям
tН
КС
=
3,
1
Т
Σ
КС
=
3,
1⋅0,
02=
0,
062
с.
Сравнивая
результаты
моделирования
и
технические
требования
задания,
делаем
вывод
о
том,
что
параметры
РС
рассчитаны
правильно
и
КС
настроен
на
СО.
Анализ
переходной
характеристики
КС
по
статическому
моменту
сопротивления
рабочего
органа.
Из
анализа
графика
(
рис.
2.
14)
следует,
что
технические
требования
задания
к
моментной
составляющей
ошибки
ΔΩМ
выполняются
и
при
постоянном
значении
статического
момента
сопротивления
рабочего
органа
(
Мн=
-
170
Н∙м)
в
установившемся
режиме
ко
времени
t1≤0,
5с
сводятся
к
нулю
ΔΩМ
=
0
75
Благодаря
наличию
интегрирующего
звена
в
РС
обеспечена
абсолютная
жёсткость
искусственной
механической
характеристики
скоростного
следящего
ЭП
рабочего
органа.
[
10]
Анализ
ЛЧХ.
Запас
устойчивости
по
фазе
θЗ
КС
находим
по
нижнему
графику
(
Phase)
(
рисунок
2.
16)
на
частоте
среза
ωС
КС
=
25.
4
рад/
с
(
rad/
sec)
Значение
запаса
по
фазе
θЗ
КС
=
35°
Частота
среза
соответствует
точке
пересечения
логарифмической
амплитудно-
частотной
характеристики
(
Magnitude)
с
осью
частот.
Для
проверки
необходимо
рассчитать
частоту
среза
аналитически
ωС
КС
=
1
2ТΣ
КС
=
1
2⋅0
,
02
=
24
,
66
рад/
с
Полученное
значение
соответствует
результатам
моделирования.
Запас
устойчивости
по
амплитуде
(
модулю)
LЗ
КС
определяем
по
верхнему
графику
(
Magnitude)
.
Значение
запаса
по
амплитуде
LЗ
КС
=
15
.
9
дБ
(
dB)
Частота
ωπ
КС=
85,
7
рад/
с
соответствует
точке
пересечения
логарифмической
фазо-
частотной
характеристики
с
линией
-
180°.
76
Запасы
устойчивости
по
фазе
и
амплитуде
соответствуют
настроенным
параметрам
ПИ-
регулятора.
Выводы
по
главе
2
Был
произведен
расчет
требуемой
мощности
и
выбран
электродвигатель
серии
МИ-
22
для
электропривода
с
системой
стабилизации
скорости.
Произведен
выбор
корректирующих
устройств
контура
тока,
контура
скорости.
Произведено
моделирование
в
программном
пакете
Matlab.
Построены
переходные
характеристики
и
ЛЧХ.
Результаты
моделирования
показали,
что
параметры
регулятора
тока,
регулятора
скорости
рассчитаны
правильно,
КТ
настроен
на
оптимум
по
модулю,
КС
настроен
на
симметричный
оптимум.
Запасы
устойчивости
по
фазе
и
амплитуде
соответствуют
настроенным
параметрам
пропорционально
–
интегрального
регулятора
и
удовлетворяют
требованиям
технического
задания
на
разработку
выпускной
квалификационной
работы.
77
3.
Разработка
принципиальной
электрической
схемы
электропривода
постоянного
тока
с
системой
стабилизации
скорости
В
состав
разработанной
структурной
схемы
динамической
модели
контура
скорости
к
скоростного
следящего
электропривода
с
системой
стабилизации
скорости
входят
такие
блоки
как
вычитающие
устройства
(
в
контуре
тока
и
контуре
скорости)
,
регуляторы
(
регулятор
тока
и
регулятор
скорости)
и
усилители.
Электрические
схемы
этих
блоков
могут
быть
легко
реализованы
с
применением
операционных
усилителей
(
ОУ)
.
3.
1
Расчёт
электрической
схемы
усилителя
В
качестве
усилителя
можно
использовать
ОУ
общего
назначения.
Схема
инвертирующего
усилителя,
выполненного
на
микросхеме
К140УД7,
показана
на
рисунке
3.
1.
Микросхема
К140УД7
представляет
собой
ОУ
общего
назначения
с
внутренней
частотной
коррекцией,
схемой
защиты
выхода
при
коротких
замыканиях,
дополнительными
выводами
балансировки
и
имеет
следующие
параметры
[
5]
:
напряжение
питания
UП
=
±15
В;
входное
дифференциальное
напряжение
UВХ.
ДИФ
=
±24
В;
синфазное
входное
напряжение
UСФ.
ВХ
=
±12
В;
минимальное
сопротивление
нагрузки
RН
≥
2
кОм;
напряжение
смещения
нуля
UСМ
=
9
мВ;
входной
ток
IВХ
=
50
нА;
коэффициент
усиления
KУ
=
30000;
входное
сопротивление
RВХ=
400
кОм.
Для
балансировки
ОУ
используется
переменный
резистор
сопротивлением
1−10
кОм.
78
Расчитываем
элементы
электрической
схемы
инвертирующего
усилителя,
предназначенного
для
усиления
входного
сигнала
UВХ
=
0,
5В
с
коэффициентом
усиления
KП
=
6,
289,
схема
которого
показана
на
рисунке
3.
1.
Рисунок
3.
1
–
Инвертирующий
усилитель
на
ОУ
К140УД7
1.
Резистор
R1
определяет
входное
сопротивление
усилителя.
Для
предотвращения
шунтирования
входным
сопротивлением
усилителя
выходного
сопротивления
источника
сигнала
RВЫХ,
необходимо
обеспечить
выполнение
соотношения
R1≥10
RВЫХ.
При
RВЫХ=
5
кОм
R1≥10
∙5
=
50
кОм,
выбираем
ближайший
стандартный
номинал
51
кОм.
2.
Учитывая,
что
напряжение
на
резисторе
R1
не
может
превышать
величины
входного
напряжения
UВХ,
рассчитываем
мощность,
рассеиваемую
на
резисторе
R1
PR1
=
U
ВХ
2
R1
=
0,
52
51⋅103
=
490⋅10−9Вт
.
Мощность
резистора
выбирается
исходя
из
рассчитанного
значения
с
учетом
полутора-
двухкратного
запаса.
Выбираем
резистор
типа
МЛТ−0,
125
с
79
допустимой
рассеиваемой
мощностью
0,
125
Вт
(
резисторы
с
меньшей
мощностью
рассеивания
промышленностью
не
выпускаются,
исходя
из
соображения
достаточной
механической
прочности)
.
3.
Рассчитываем
величину
сопротивления
резистора
в
цепи
обратной
связи
RОС=
KпR1=
6
,
289⋅51=
320
,
7кОм.
Выбираем
ближайший
стандартный
номинал
330
кОм.
4.
Учитывая,
что
напряжение
на
резисторе
RОС
не
может
превышать
величины
напряжения
питания
UП,
рассчитываем
мощность,
рассеиваемую
на
резисторе
RОС
PRОС
=
UП
2
RОС
=
152
750⋅103
=
0,
0006Вт
.
Выбираем
резистор
типа
МЛТ−0,
125.
5.
Рассчитываем
величину
сопротивления
резистора
RП
RП=
R1
/
/
RОС=
R1⋅RОС
R1+
RОС
=
51⋅320
,
7
51+
320
,
7
=
44
,
0024
кОм
.
Выбираем
ближайший
стандартный
номинал
43
кОм.
6.
Мощность,
рассеиваемую
на
резисторе
RП,
рассчитываем
исходя
из
входного
тока
ОУ