Проектирование электрогидравлического регулятора

2. ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ

2.1. Задающе утройство.

В результате проведения сравнительного анализа различных типов задающих устройств, было принято решение: в качестве задающего устройства в данной схеме использовать микропроцессор. После рассмотрения различных микросхем, выполняющих функции микропроцессора, для данной схемы была выбрана микросхема КР580ВМ8А . Параметры данной микросхемы :

выходное напряжение  Uв– 2,5 В;

напряжение питания Uп– 5 В;

потребляемая мощность P- 1,25 Вт;

число БИС в МПК- 19;

разрядность МП- 8 бит;

емкость адресуемой памяти- 64 Кбайта;

число команд-78;

Микропроцессор данного типа подобран, исходя из того, что предназначен для использования в схемах управления технологическими процессами в качестве | задающего устройства при работе с измерительной аппаратурой и в системах контроля и слежения, а также характеризуется архитектурным достоинством, которое обеспечивается автономностью и функциональной законченностью, унификацией интерфейса, логической и электрической совместимость.

В данной схеме замкнутый контур (схема без задающего устройства) представляет собой непрерывную систему автоматики. Задающее устройство, представленное микропроцессором, является дискретной системой автоматики. Из чего следует, что его передаточную функцию, его влияние на систему, необходимо вычислять через Z-преобразования.

Передаточная функция микропроцессора равна единице:       Wмп(P)=1

2.2 Регулирующее устройство.

В данной схеме в качестве регулирующего устройства используется потенциометрический датчик типа ПД. Параметры данного датчика:

диапазон измерения рабочего угла О-320, что соответствует 5,5 рад.;

Сопротивление реостата  R–3,15 кОм;

Напряжение питания Uп-110 В;

Выбор данного типа регулирующего устройства обусловлен несколькими критериями:

-  достаточный угол поворота;

-  удовлетворительная точность измерения;

-  соответствие параметрам схемы;

-  обеспечение необходимого коэффициента передачи;

Так как угол поворота данного потенциометра равен 320 , то его коффициент передачи , а, следовательно и передаточная функция определяется как;

2.3. Усилитель.

В результате проведения сравнительного анализа различных типов усилителей. был выбран усилитель типа У252. Параметры данного усилителя:

входное напяжение постоянного токаUвх- 2,5 В;

унифицированный сигнал постоянного тока I-5 мА

мощность нагзузки P-3 КВт

выходное напяжение Uвых-110 В

 Выбор усилителя данного типа определен несколькими причинами:

1) параметры схемы, в частности, параметры двигателя - Рн, Uн ;

2)требования обеспечения необходимого коэффициента усиления.

Коэффициент усиления, а, следовательно, передаточная функция усилителя, можно вычислить, исходя из формулы:

2.4 Исполнительный механизм.

В данной схеме в качестве исполнительного механизма используете:

электрический двигатель постоянного тока МИ-42. Параметры данного двигателя:

напряжение питания Uном= 110 В;

ток якоря Iа= 12,6 А;,

номинальная мощность Рном = 1,1 кВт;

частота вращения Nном=1000 об/мин;

сопротивление обмотки якоря Ra=0,435 Oм;

номинальный момент Мном=10,7 Н*м;

момент инерции Jд=662*10  кг м;

момент инерции нагрузки Jн=50 кг м;

Выбор двигателя определен рядом требований:

1) малый момент инерции якоря;

2) длительная работа на постоянной скорости;

3) обеспечение необходимого коэффициента передачи;

4) хорошая коммутация и охлаждение обмотки.

Коэффициент передачи двигателя определяется по формуле:

Для вычисления передаточной функции рассмотрена формула:

Для большинства исполнительных двигателей постоянного тока влияние индуктивности якорной обмотки на динамические свойства не является определяющим и, исходя из этого, влиянием электромагнитной постоянной времени пренебрегают, отсюда, передаточная функция двигателя примет вид:

Вычислим передаточную функцию двигателя;

2.5. Редуктор.

В   данной   схеме   используется червячный редуктор типа Ч-125-80. Параметры данного редуктора:

межосевое расстояние A-125 мм;

мощность на валу червякаPч-1,15 кВт;

передаточное число V=80.;

КПД (число заходов червяка=3)-0,66;

Зная параметры двигателя и редуктора можно вычислить параметры О.Р.

частота вращения ОР=12,5 об/ мин

мощность ОР=0,7 кВт

Данный редуктор был подобран, исходя из ряда причин:

1) передаваемая мощность удовлетворяет мощности двигателя;

2) обеспечение необходимого большого передаточного числа.

3) достаточно малые массогабаритные параметры (по сравнению с цилиндрическими редукторами).

Коэффициент передачи, а, следовательно, передаточную функцию редуктора, можно вычислить по формуле:

Общая передаточная функция замкнутой системы будет иметь вид:

11.02=К –общий коэффициент усиления системы

3. ПОСТРОЕНИЕ ЛАЧХ НЕИЗМЕНЯЕМОЙ ЧАСТИ