Выбор элементов и расчет измерительной части системы двигателя и усилителя мощности
Оглавление
1. Задание
. Исходные
данные
. Выполнение
работы
3.1 Выбор
двигателя и усилителя мощности
3.2 Выбор
элементов и расчет измерительной части системы
3.3 Выбор
электромеханического усилители я определение его передаточной функции
3.4
Построение ЛАХ и определение передаточной функции ПКУ
.5 Техническая реализация ПКУ
Заключение
Список
литературы
1. Задание
. Выбрать силовую исполнительную и измерительную части системы.
. Составить уравнения, описывающие динамику выбранных элементов
системы и составить для этих элементов передаточные функции.
. Провести синтез последовательного корректирующего устройства
методом логарифмических частотных характеристик.
2. Исходные
данные
Таблица 1
|
№ вар
|
Мс нм
|
Jy кгм
|
а0 рад
|
а1 рад/c
|
q0 рад
|
w0 рад/с
|
dст рад
|
Ку1(р)
|
Ку2(р)
|
Ку3(р)
|
Tпп с
|
s%
|
Fi
|
|
2
|
1
|
25
|
1
|
0.1
|
0.1
|
1.2
|
0.005
|
К0+К1р
|
100
|
|
0.5
|
40
|
F1
|
. Выполнение работы
.1 Выбор двигателя и усилителя мощности
Определение требуемой мощности и выбор соответствующего требованиям
двигателя.
На основании требуемой мощности выбираем двигатель АДП-120 с параметрами:
|
Тип двигателя
|
Ном. Мощность Рном, Вт
|
Вращ. момент , Мном, Нм
|
Частота вращения nном,
об/мин
|
Пусковой момент, Мпном, Нм
|
Момент инерции Jд, кгм
|
Частота сети, Гц
|
Напряж. возбуждения, Uв, В
|
Ток возбуждения, Iв, А
|
Напряж.управ., Uу, В
|
Ток управления, Iу, А
|
|
АДП-120
|
2.4
|
0.0066
|
4000
|
0.0087
|
0.00000120
|
400
|
110
|
0.12
|
110
|
Проверка:
а) По скорости:
Т. к. 
двигатель не удовлетворяет по скорости. Изменим передаточное
число редуктора.
В этом случае двигатель обеспечит требуемую выходную скорость, хотя не
будет оптимальной передачи мощности.
б) По моменту:
Также 
Определение передаточной функции электродвигателя по скорости:
Электромеханических константы двигателя:
.2 Выбор элементов и расчет измерительной части системы
|
Тип сельсина
|
Частота сети питания, Гц
|
 , В
|
Погрешность следования, 
|
Потребляемый ток, А
|
 , Ом
|
 , кОм
|
 , В
|
|
СБ-20-1ВД
|
400
|
36
|
|
0,09
|
360
|
3
|
21
|
|
СБ-32-1ВП
|
|
|
|
0,02
|
|
|
|
Выбор сельсинов.
Выбираем сельсины первого класса типа СБ-20-1ВД и СБ-32-1ВП с
параметрами:
Определим передаточное число редуктора
Для четного передаточного числа редуктора необходимо применять схему
устранения ложного нуля. Проверка:
Рассчитаем коэффициенты усиления каналов.
Проведем расчет вольтодобавки 
:
Расчет схемы селекции Угол переключения равен
Проверка: 
- т.е. угол переключения различим на фоне погрешности
измерений. Проверка на исключение ложных срабатываний:
Расчет элементов схемы селекции: Определим пороговое напряжение переключения.
Выбираем диоды КД522А по 
, тогда:
Проверка по току:
.3 Выбор электромеханического усилители я определение его передаточной
функции
Таблица 4
|
Тип
|
 , А
|
 , В
|
Ток упр.  , мА
|
Сопр. обмотки упр , Ом
|
 , об/мин (без ПД)
|
Пост. цепи упр.  , с
|
Пост. цепи якоря  , с
|
|
ЭМУ-3A
|
1.82
|
110
|
11
|
2850
|
0,03
|
0,043
|
Проверка:
= 
По результатам проверка выбранный ЭМУ удовлетворяет требованиям
соответствия заданному двигателю. Определим коэффициент усиления ЭМУ:
Передаточная функция ЭМУ:
двигатель мощность усилитель передаточный
3.4 Построение ЛАХ и определение передаточной функции ПКУ
Построение располагаемой ЛАХ. Составим передаточную функцию разомкнутой
системы (см. рис. 1)
Постоянные времени:
c 
c 
c
Сопрягающие частоты:
Входной сигнал имеет вид: 
Максимально возможная ошибка ПКУ:
Определим ординату
Построение желаемой ЛАХ.
Ордината:
Подымем желаемый ЛАХ до совмещения с располагаемым в
области низких частот. По номограмме определим, частоту среза, так для
заданного 
= 5p.
Тогда при 
, 
, а 
Построение ЛАХ ПКУ. ЛАХ ПКУ находится по графику как разность желаемой и
располагаемой ЛАХ.
Из графика определяем сопрягающие частоты:
Определим постоянные времени:
В итоге с учетом наклона графика 
имеем передаточную функцию вида:
.5 Техническая реализация ПКУ
Составление схемы. Разобьем передаточную функцию ПКУ на отдельные звенья:
Причем
Причем 
, а коэффициент усиления равен единице.
Расчет номинала элементов цепи.
Для дифференцирующих звеньев цепи примем
,
тогда:
Коэффициент усиления на
выходе:
Для интегрирующих звеньев цепи примем
,
тогда:
В итоге имеем цепь следующего вида:
Заключение
В ходе выполнения работы, по заданным параметрам нагрузки, был произведен
выбор силовой исполнительной части системы (двигателя и усилителя мощности).
Также был произведен расчет измерительной части системы.
Для двигателя и усилителя мощности были определенны передаточные функции,
далее методом ЛАХ был произведен синтез ПКУ.
Список литературы
1. Воловодов
С.К., Методическое пособие по курсовой работе по дисциплине "ТАУ",
Санкт-Петербург, 2013 г.
. Бесекерский
В.А., Теория систем автоматического управления, Санкт-Петербург, 2003 г.