Системы управления электромеханическими объектами. Система управления «магнитный усилитель – двигатель», страница 13

Рис.7.5. Функциональная схема лабораторного стенда

Программа работы

1. В амплитудном индикаторном режиме (режим I) снять зависимость u_ps  = f(a) и определить погрешность DU по формуле (7.2).

2. В фазовом индикаторном режиме (режим 2) снять зависимость временного интервала t от угла поворота ротора СКВТ a. Снять с помощью осциллографа временную диаграмму работы СКВТ в этом режиме (см.рис.7.2). Дать описание работы СКВТ в структуре рис.7.2,а.

3. Исследовать работу СКВТ в амплитудном разностном режиме:

3.1. Снять характеристику функционального косинусно-синусного преобразователя u_сг = f(Na₃), u_св = f(Na₃), сравнить с расчетом по формуле (7.8).

3.2. Снять характеристику СКВТ в этом режиме

, где

(см.рис.7.3,б), вычисляя a₃ по формуле (7.7). Определить Da_max. Обозначить рабочий участок 1.2. Дать описание работы СКВТ в этом режиме по рис.7.3,а.

РАЗДЕЛ 2. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.

8. Микропроцессорная система обработки сигналов СКВТ

Общие положения

Принцип действия СКВТ и основные режимы его работы рассмотрены выше в работе 7. В микропроцессорных системах управления, в которых в качестве датчика положения используется СКВТ, производится преобразование сигналов, поступающих от СКВТ, в код с помощью аппаратуры МПС. В этих случаях при измерении угла поворота и его индикации применяется фазовый индикаторный режим работы СКВТ, а в микропроцессорных следящих системах –  амплитудный разностный режим. Эти два режима и исследуются в данной лабораторной работе.

Рис. 8.1. Микропроцессорная система с СКВТ в фазовом режиме

На рис. 8.1 показана функциональная схема микропроцессорной системы с СКВТ в фазовом индикаторном режиме. В этой схеме СКВТ запитывается от формирователя опорных напряжений ФОН гармоническими напряжениями, сдвинутыми на четверть периода. Тогда согласно формуле (7.4) напряжение, снимаемое с ротора СКВТ u_ps, будет сдвинуто относительно опорного u_ОП на угол a, равный углу поворота ротора. Фазовый сдвиг a во временной интервал t здесь преобразуется аппаратно с помощью фазометра, который управляется от микроконтроллера через порт ввода-вывода ПВВ, как показано на рис. 8.2. Временной интервал t преобразуется в код контроллером с помощью таймера Т, который подсчитывает количество импульсов генератора G за промежуток времени t. Схема алгоритма преобразования угла поворота в код в такой системе приведена на рис. 8.3.

Рис. 8.2. Временная диаграмма преобразования угла во временной интервал

При работе МПС в качестве задатчика угла поворота в электромеханической следящей системе СКВТ работает в амплитудном разностном режиме, при котором на статорные обмотки подаются напряжения переменного тока, модулированные по синусоидальному закону согласно формуле (7.5). При таком питании статора снимаемое с роторной обмотки напряжение согласно формуле (7.6) будет функцией разности заданного a₃ и фактического a углов поворота. Таким образом, СКВТ работает как сравнивающее устройство, так как на роторной обмотке возникает э.д.с., амплитуда которой зависит по синусоидальному закону от сигнала рассогласования Da = a – a₃.

Этот режим обеспечивает высокую точность отработки перемещений, задаваемых от управляющей МПС без включения ее в контур следящей системы. Однако здесь требуется специальное синусно-косинусное преобразование кода заданного угла поворота Na₃ в напряжения переменного тока u_СГ и u_СВ, необходимые для питания статорных обмоток СКВТ и являющиеся гармоническими функциями от a₃ согласно соотношениям (8.5).

В микропроцессорной системе, структура которой показана на рис. 8.4, а, это преобразование осуществляется программно-аппаратным путем с помощью перемножающих ЦАП, на которые подаются с формирователя опорных напряжений ФОН синусоидальное опорное напряжение E₀sinwt и код из таблиц синусов и косинусов, хранящихся в ПЗУ контроллера.