5 Определение передаточной функции тахогенератора
Так как в обратную связь принято подавать напряжение 10 В, то передаточная функция тахогенератора имеет вид
(В*с/рад)
6 Определение передаточной функции датчика положения
Примем диапазон регулирования 5 градусов. Тогда, учитывая, что в обратную связь подаётся 10 В, передаточная функция будет иметь вид:
7 Определение передаточной функции тиристорного преобразователя
Технические данные тиристорного преобразователя ПТТР представлены в таблице 4
Передаточная функция тиристорного моста вместе с системой импульсно-фазового управления СИФУ, как правило, апроксимируется апериодическим звеном первого порядка с постоянной времени Тт.п.=0,01 с., что обусловлено дискретностью подачи отпирающих импульсов и особенностью работы управляемого тиристорного выпрямителя.
,
где Uт.п - выходное напряжение тиристорного преобразователя;
Uу - напряжение, подаваемое на вход СИФУ тиристорного преобразователя;
Кт.п - коэффициент передачи тиристорного преобразователя.
Следует отметить, что коэффициент тиристорного преобразователя не является величиной постоянной и изменяется в зависимости от величины управляющего напряжения.
8 Определение коэффициента разомкнутой системы
В современных тиристорных приводах постоянного тока для улучшения статических и динамических характеристик системы в промежуточные усилители вводятся различные корректирующие цепи, чем обеспечивается регулирование необходимых динамических свойств системы.
В
системах позиционирования статическая
ошибка определяется из выражения:
,
где. К - коэффициент усиления разомкнутой системы;
ip - передаточное отношение редуктора;
Мс - приведённый момент сопротивления на валу двигателя,
β
- жёсткость механической характеристики
системы,
Ошибка
слежения при установившемся вращательном
движении механизма с максимальной
скоростью:
,
где ωмех max - максимальная скорость вращения механизма.
Суммарная ошибка не должна превышать заданной ошибки:
,
откуда, подставив числовые значения:
,
необходимый
коэффициент разомкнутой системы примем
.
9 Настройка контура скорости
Рассмотрим контур скорости:
Частотные характеристики такого контура имеют вид:
Для достижения нужных свойств в контуре скорости необходимо приподнять ЛАХ, для большей устойчивости опустим ЛЧХ вниз. Применим ПИ-регулятор, передаточная функция которого:
Техническая реализация такого регулятора на базе операционного усилителя приведена на рисунке.
R2=10 кОм
R1=10 кОм
С=10 мкФ
Применив такой регулятор, получаем следующие логарифмические характеристики:
Как видно из графиков, запас устойчивости по модулю порядка 15 дб, по фазе порядка 60 градусов.
10 Настройка контура позиционирования
Рассмотрим контур позиционирования:
Т.к. коэффициент некорректированной разомкнутой системы равен 33:
то
примем коэффициент усиления промежуточного
усилителя равным
Реализация:
R1=170 Ом
R2=1 кОм
Тогда:
Частотные характеристики этого контура имеют вид:
Как видно из графиков, система неустойчива, т.к. кривая ЛЧХ пересекает
-180 градусов раньше, чем кривая ЛАХ пересекает 0. Для достижения необходимых свойств САР нужно применить регулятор, который изменил бы наклон ЛАХ, не изменяя при этом Крс (коэффициент разомкнутой системы) и опустил кривую ЛЧХ. Таким регулятором может быть ИД-регулятор с передаточной функцией:
Техническая реализация:
R2=2 Ом
R1=20 мОм
L1=1 Гн
Применив такой регулятор в контуре положения, получим следующие ЛАХ и ЛФХ:
Запасы устойчивости системы по модулю порядка 55 градусов, по фазе примерно 15 дб.