Разработка следящего привода, обеспечивающего слежение объектом регулирования за углом поворота задающего устройства с требуемой точностью, страница 2

Задача привода заключается в том, что положение вала нагрузки должно совпадать с положением вала задающего устройства. Это возможно, если в состав привода включить обратную связь и организовать замкнутый контур регулирования. Цепь ОС должна содержать датчик текущего значения регулируемого параметра, который преобразует угол поворота в напряжение:

U_α = k_α*α                                                                                                           (7)

Текущее напряжение U_α сравнивается с напряжением задатчика U_β:

U_β = k_β*β                                                                                                            (8)

где      β – угловое положение задающего вала, рад.

Выберем k_α = k_β  - k_δ                                                                                        (9)

Измеритель рассогласования дает напряжение рассогласования U_δ = k_δ*δ

где       k_δ – коэффициент преобразования измерителя рассогласования, В/рад.

Измеритель рассогласования дает напряжения U_δ< U_y, то есть недостаточное для управления двигателем. Поэтому в схему включаем усилитель с коэффициентом k_у, который напряжение рассогласования U_δ повышает до уровня напряжения U_y:

U_y = k_у* U_δ                                                                                                       (10)

Структурная схема не скорректированного привода примет следующий вид (без учета передаточной функции по моменту):

kδ

ky

1/р

kр

β         δ                    U_δ                U_y                   ω_дв               α_дв             α_н = α_мех

       

α           

 

Рисунок 3 – Структурная схема не скорректированного следящего привода

Из структурной схемы рисунка 3 получим следующую передаточную функцию прямой цепи:

                                                     (11)

где       μ – статический коэффициент усиления прямой цепи, 1/с.

                                                                                                            (12)

Подставим значения частоты вращения двигателя в номинальном режиме и точности в (12), получим:

μ = 1,8*60*57/30 = 205,2  1/с

Следовательно, передаточная функция прямой цепи запишется следующим образом:

                                                                                       (13)

Требуемый коэффициент усиления вычисляется:

                                                                                                (14)

Чтобы рассчитать k_y  необходимо определить k_δ.

Для расчета k_δ необходимо произвести выбор измерителя рассогласования. Требуемая точность следящего привода δ_гар = 0,5⁰.

На измеритель рассогласования приходится от 30 до 50 % погрешности всего привода. Принимаем значение 50%, тогда δ_ир = 50%*δ = 0,5*0,5=0,25⁰.

Требуемой погрешностью обладают потенциометры 1 и 2 класса точности. По таблице выбираем потенциометр типа ПП.

Выпишем характеристики потенциометра:

- диапазон измерения рабочего угла γ=320⁰;

- сопротивление резонатора R = 4 кОм;

- допустимая мощность рассеяния Р = 5 Вт;

- вращающий момент М = 20*10^-4 Н*м.