Спроектировать систему управления частотой вращения двигателя постоянного тока при управлении по обмотке возбуждения

Задание: спроектировать систему управления частотой вращения двигателя постоянного тока при управлении по обмотке возбуждения.

Структурная схема САУ:

Система работает следующим образом. Вал двигателя Д вращается с угловой скоростью w и механически связан с валом генератора Г. Генератор вырабатывает напряжение U_вых., пропорциональное частоте вращения вала. Это напряжение поступает на один из входов усилителя. На другой вход усилителя подается напряжение U_з с потенциометра R_з. В итоге между входами усилителя действует разностное напряжение DU = U_з – U_вых.. Усилитель усиливает его и подает на исполнительный механизм ИМ, представляющий собой электродвигатель. Вал ИМ жестко связан с реостатом R_р, включенным в цепь обмотки возбуждения двигателя Д. При вращении вала ИМ изменяется сопротивление реостата и ток в обмотке возбуждения I_в, а следовательно и частота w вращения вала двигателя Д, пока DU ¹ 0. При равенстве напряжений U_з и U_вых., DU = 0, напряжение на выходе усилителя равно 0, вал ИМ не вращается, сопротивление R_р и частота вращения w не изменяются. w ~ I_в ~ R_р ~ j ~ òDUdt, DU = U_з - U_вых., U_з ~ R_з ~ w_з, U_вых. ~ w, DU ® 0, т.е. w ® w_з ~ R_з. Таким образом, изменяя сопротивление R_з, можно управлять частотой вращения вала двигателя w.