Задание:

Синтезировать дискретную САУ автоматизированного электропривода с СШД, используемого в комплексных УЧПУ металлорежущих станков, промышленных роботов и роботизированных технологических линиях. При этом произвести аналитические преобразования и вычисления необходимые для выполнения работы при разработке схем системы автоматического управления различными режимами работы СШД. Выполнить весь комплекс работ по каждому заданному разделу в соответствии с вариантом.

Исходные данные

раздел	Наименование и содержание раздела	данные
1	Параматры двигателя: А) фазность СШД	3
	Б) порядок вкл обмотки	Несимметричн.
	Характеристика СУ А) полярность	Разнополяр.
	Б) комплектность	двухкопмлкт
	Число микросхем на плате	∞
	Использовать преимущественно	Д-триггеры
	Микросхемы	К176
2	Параметры двигателя: А) ном-е напряжение, В	110
	Б) конструктивный параметр Км	1,56
	Параметры обмотки возбуждения: А) актив. Сопрот Rов, Ом	10
	Б) индуктивность, Lов, Гн	3,7 * 10^-3
	Момент сопротивления на валу двигателя, Мс, Нм	0,9
	Частота НГ, Гц	250
3	Коэф дробления шага Кдр	5
	Базис микросхем	К176
	Число микросхем на плате	5
	Схема генератора	На транзисторах
4	Принудительное торможение после n шагов	14
	Естественное торможение после m шагов	20
	Номинальный момент двигателя Нм	9
	Момент инерции привода, кгм^2	0,00125
5	Осущ пуск двигателя в режим	Прогр. Разгон 11%

1 Раздел

1. Произвести синтез распределения импульсов СУ реверсивного электропривода с СШД на дискретно-логических элементах ;

2. Определить цену деления шага в пространственных градусах;

3. Изобразить силовую схему включения обмоток, нарисовать циклограмму работы шагового двигателя, составить алгоритм работы обмоток, привести векторную диаграмму, разработать принципиальную и монтажную схемы узлов и блоков САУ, нарисовать печатную плату;

4. Привести описание работы.

2 Раздел

1. Разработать алгоритм работы реверсивного РИ без изменения последовательности подаваемых импульсов напряжения на обмотках шагового двигателя;

2. Рассчитать верхнюю и нижнюю границы частоты высокочастотного генератора импульсов и длительность сигналов формирователя импульсов;

3. Разработать принципиальные схемы ВЧГИ и НЧГИ, а также ФИ. Разработанные устройства согласовать с предыдущей схемой РИ;

4. Рассчитать параметры ВЧГИ и НЧГИ;

5. Нарисовать циклограмму работы РИ;

6. Описать работу разработанного РИ.

3 Раздел

1. Рассчитать и синтезировать схему генератора импульсов для схемы с искусственным дроблением шага в соответствии с заданной частотой низкочастотного генератора и заданной кратностью шага К_др;

2. Нарисовать диаграмму работы во времени по тактам с искусственным дроблением шага с учетом только фазности двигателя;

3. Составить монтажную схему с учетом заданного блока микросхем и числа микросхем на плате.

4 РАЗДЕЛ

1. Перевести двигатель на скорость 0,1 ω приемистости;

2. Синтезировать схему старт-стопного управления СШД, осуществляемого после нажатия на кнопку СТОП;

3. Рассчитать время задержек Δt_p и Δt_p.

5 РАЗДЕЛ

1. Синтезировать САУ пуска СШД в режиме программного запуска или запуска с самокомутацией в соответствии с вариантом.

1 РАЗДЕЛ

Синтез распределения импульсов СУреверсивного электропривода с СШД на дисретно-логичесикх элементах.

1. Описание системы управления и определение цены деления:

Функциональная блок-схема простейшего электропривода с СШД:

Рис. 1

П - преобразователь

К – коммутатор

СШД – синхронно-шаговый двигатель

РМ – рабочий механизм

ДШ – датчик шагов

Преобразователь обеспечивает реверс, разгон, торможение, старт/стопный режим, а также включает в себя блоки дробления шага; преобразует управляющий сигнал в ту или иную систему команд, поступающих на коммутатор К.

Коммутатор – устройство, включающее в себя логическую часть, распределитель импульсов и выходные усилители, с которых сигналы поступают на обмотки СШД. Датчик шагов является вспомогательным органом и используется в специальных режимах.

Блок реверсивного коммутатора предназначен для подачи напряжения на обмотки СШД в строго определённой последовательности. Коммутатор вырабатывает пяти фазную несимметричную последовательность импульсов.

Цена деления шага ( в пространственных градусах):

где m – число обмоток управления;

m = 4 - фазность;

p = 1 – число пар полюсов;

k₁=1 при симметричной коммутации,

k₂=1 при однополярном управлении.

Для данной системы управления коэффициент тактирования будет равен:

Угол поворота вала двигателя за один шаг составит:

2. Силовая схема включения обмоток