Электротехника \ Системы управления электроприводов

Освоение инженерных методов расчета цифровых и цифроаналоговых систем следящих электроприводов, страница 9

передаточным функциям

Дискретная передаточная функция непрерывной части системы с учётом экстраполятора нулевого порядка:

где период дискретизации; .

Разлагая выражение в фигурных скобках на сумму элементарных дробей и переходя к  -преобразованиям по таблицам получим:

, где ;

;

;;

;

                           

Следовательно,

Дискретная передаточная функция замкнутой СПР положения

;

.

Передаточная функция позволяет исследовать динамические характеристики цифро - аналоговой СПР положения с учетом процесса квантования по времени.

7.6. Расчет параметров корректирующего устройства

по управляющему воздействию для компенсации

динамических ошибок слежения.

Для компенсации динамических ошибок слежения используется корректирующее устройство представляющее собой дифференцирующее звено вида:

.

Следовательно,                                       

.

8. Пример расчета следящего структурно-минимального электропривода (четные варианты)

8.1. Исходные данные для расчета

Исходными данными для расчета являются: диаграмма (рис. 2) изменения во времени статической силы FСнагрузки; масса m перемещаемого узла; шаг h и к. п. д. h1 передачи «винт - гайка»; передаточное отношение i и к. п. д. h2 редуктора; момент инерции JВ винта; максимальная VMAX скорость перемещения подвижного узла; постоянная времени Tсп силового преобразователя; коэффициент kдп передачи датчика положения.

№ вар.

F1,

кН

F2,

кН

F3,

кН

t1,

мин.

t2,

мин.

t3,

мин.

m,

кг

20

30

110

70

20

10

20

600

h,

мм/об

h1

i

h2

JВ,

кгм2

VMAX,

м/мин

Tсп,

с

kдп

10

0.97

2

0.93

0.005

2.5

0

1

8.2. Энергетический расчет, выбор типа

электродвигателя

Для выбора типа электродвигателя приведем силы, действующие на исполнительный механизм к валу электродвигателя, по формуле:

 , где м/рад

Нм

Нм

Нм

Скорость на валу электродвигателя, соответствующая максимальной скорости движения исполнительного механизма:

рад/с.

об/мин.

Выбор электродвигателя будем производить методом эквивалентного момента.

Нм

По эквивалентному моменту и максимальной скорости выбираем двигатель типа   ПБВ160М со следующими техническими характеристиками:

Мн=76,4Нм

Мmax=490Нм

Iн=78,5А

nн=500об/мин

Pн=4кВт

nmax=1000об/мин

Uн=66В

Jн=0,242кг*м2

Тя=0,0106с

Тм=0,0085с

Проверим двигатель на перегрузочную способность. При этом должно выполняться соотношение:

.

490³97,55+0,242*500

490Нм³218,55Нм

Следовательно, двигатель по перегрузочной способности проходит.

8.3. Расчет параметров передаточных функций

двигателя, исполнительного механизма

и силового преобразователя

Передаточная функция двигателя по управляющему воздействию

, где ,

, ,

.

Нм/А

Сопротивление Rя определим из номинальных данных двигателя, решая систему уравнений:

в итоге получим Rя=0,041Ом.

Вс/рад

Следовательно, Гн.

Суммарное сопротивление якорной цепи с учетом щеточного контакта, силового преобразователя и нагрева:

Ом.

Приведенный момент инерции

кгм2.

Отсюда параметры передаточной функции двигателя по управляющему воздействию

рад/Вс;

с;

с;

.

Корни знаменателя передаточной функции:

р1=-135,76

р2=-68,32.

Следовательно, передаточную функцию двигателя можно представить двойным апериодическим звеном:

, где с,

с.

Передаточная функция исполнительного механизма:

.

Передаточная функция транзисторного силового преобразователя – безынерционное звено с коэффициентом передачи В/дискр.

8.4. Структурная схема аналогового прототипа

позиционно-следящего электропривода. Расчет

параметров регуляторов

Структурная схема следящего структурно-минимального электропривода приведена на рис. 4.

Скачать файл