Пример задания на проектирование угловой следящей системы и основные этапы проектирования

В табл. 1.1 дан пример задания предельных параметров движения нагрузки, параметры самой нагрузки и основные параметры, характеризующие качество работы проектируемой системы.

Таблица 1.1

Вариант задания на проектируемую систему

Ю„м> 1/С

8нм> Vc2

М|1С, Н м

Л-ю3.

кгм2

?р, с

а%

е,к. гРаД

О ,, град

2,58

48,4

0,267

3,43

0,1

15

1,5

2

В табл. 1.1 представлены:

  • • ®„м наибольшая скорость вращения исполнительного вала при равномерной заводке (вращении) и амплитуда скорости при синусной заводке;
  • • 811М — амплитуда ускорения исполнительного вала при синусной заводке;
  • • М1|С — статический момент сухого трения на валу нагрузки;
  • •Jn — момент инерции нагрузки;
  • tp — длительность переходного процесса при отработке системой скачка по углу на входе;
  • о% — максимальная величина перерегулирования < 15% при отработке системой скачка по углу на входе;
  • • 0СК — сумма статической и кинетической погрешностей при равномерном вращении (заводке) вала нагрузки со скоростью со;
  • • 0Д — динамическая погрешность при синусной заводке при амплитудных значениях скорости со||М и ускорения енм вала нагрузки.

Более подробно можно ознакомиться с работой САУ при типовых входных сигналах (скачок, равномерная и синусоидальная заводка) в учебниках по теории автоматического управления в разделах «Линейные САУ», поэтому в данном учебнике этот вопрос специально не раскрывается.

Помимо указанных в табл. 1.1 основных требований к параметрам и движению нагрузки, а также к качеству работы проектируемой системы при отработке типовых входных воздействий, дополнительно рекомендуется:

  • • применение многоступенчатого силового редуктора с цилиндрическими колесами (КПД одной ступени не выше т|(- = 0,97, а КПД всего редуктора при предварительных расчетах — не более г|р = 0,8);
  • • выбирать исполнительный двигатель из серии двигателей ЭМ-М, f = = 400 Гц;
  • • усилитель мощности (УМ) — двухтактный транзисторный усилитель в классе В;
  • • устройство измерения рассогласования (ИУ) реализуется на бесконтактных сельсинах БД-160А и БС-155А в трансформаторном режиме,/ = = 400 Гц, Ки = 40 В/рад;
  • • тахогенератор — ТГ-5А,/= 400 Гц, Кп = 1,17-10 2 В с/рад,/тг= 10 7кг м2 для реализации корректирующей обратной связи.

Рассмотрим основные этапы проектирования следящей системы и связанные с ними последовательность выбора элементов системы и расчета согласующих устройств. Эти этапы и очередность их прохождения показаны на рис. 1.7, где представлена функциональная схема угловой следящей системы.

Функциональная схема угловой следящей системы и очередность этапов ес проектирования

Рис. 1.7. Функциональная схема угловой следящей системы и очередность этапов ес проектирования

Первый этап — выбор двигателя и расчет редуктора, который, в свою очередь, состоит из ряда этапов:

  • • предварительный выбор двигателя и оценка передаточного числа редуктора;
  • • расчет редуктора;
  • • проверка пригодности двигателя с редуктором.

Второй этап — расчет усилителя мощности.

Третий этап — выбор измерительного устройства (класс точности) и оценка передаточной функции разомкнутой системы.

Четвертый этап — синтез корректирующих связей и расчет усилительно-преобразовательного устройства (УПУ).

Пятый этап — изготовление макетного образца системы и проверка качества его работы на соответствие требованиям ТЗ. Перед изготовлением макетного образца весьма полезным является моделирование системы в среде MATLAB (Sirnulink) с проверкой всех режимов и учетом влияния нелинейностей в структуре, которые не учитывались при проектировании линеаризованного варианта системы.

Если макетный образец удовлетворяет не всем требованиям ТЗ, то приходится пересматривать отдельные этапы проектирования, а в некоторых случаях проектировать систему вновь.

Фактически проектирование любой САУ начинается от нагрузки и идет в сторону входа системы.

В гл. 3 мы будем рассматривать последовательное прохождение первых трех этапов проектирования следящей системы, связанных с непосредственным выбором исполнительного двигателя с учетом силового редуктора, расчетом усилителя мощности для нее и выбором элементов устройства измерения рассогласования.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >