Технические характеристики тиристорного преобразователя. Двигатель постоянного тока. Построение логарифмических характеристик и их анализ. Передаточная функция разомкнутой системы. Синтез непрерывных корректирующих звеньев. Выбор корректирующего звена.
При низкой оригинальности работы "Проектирование системы автоматического управления деревообрабатывающего станка", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Управление можно определить как совокупность действий, обеспечивающих проведение любого процесса в целях достижения определенных результатов. Все процессы в управлении носят общие закономерности, не зависящие от конкретных целей и объектов управления. Характер преобразования сигналов в объекте и сами эти сигналы предопределены назначением объекта в технологическом процессе и не могут быть изменены. Системы автоматического управления самостоятельно, без вмешательства извне либо поддерживают постоянной, либо изменяют по заранее заданному закону одну или несколько физических величин, характеризующих процессы, происходящие в обслуживаемых объектах, или же сами определяют в зависимости от ряда условий нужный или оптимальный закон управления объектом. При этом скорость резания, зависящая от частоты вращения режущего инструмента, должна определяться исходя из условия обеспечения оптимальной величины подачи на резец, которая зависит от скорости подачи - скорости движения обрабатываемого материала [1].По заданному значению скорости резания найдем требуемую частоту вращения диска пилы и соответственно выходного вала двигателя: , (1) где ?рез - скорость резания, м/с; Выбираем двигатель постоянного тока 2ПН180МГ, выполненный со встроенным тахогенератором типа ТС1, так как двигатель отвечает требованиям по мощности и частоте вращения [9]. Двигатели защищенного исполнения с самовентиляцией 2ПН допускают работу с номинальным током якоря при снижении частоты вращения до 0.85*nном в течении 1 часа. Передаточная функция тахогенератора: Wtg1=k, (5) где k=0.033 В/(об/мин)*60 =1.98 об/с - крутизна характеристики тахогенератора, но с выхода ТГ_1 максимальный сигнал составляет 1.98 В/(Об/с)*(4000/60) Об/с =132 В, а напряжение питания ОУ составляет 12 В, т.е. необходимо ослабить сигнал в 132/12=11 раз и передаточная функция тахогенератора будет: Wtg1=k/11=0.18. Для обеспечения питания двигателя постоянного тока (выпрямления переменного тока), а также управления напряжением на якоре служит управляемый тиристорный преобразователь БТУ 3601-36 [9], в его состав входит система импульсно-фазового управления тиристорами и сглаживающий реактор для уменьшения пульсаций выходного напряжения.К неизменяемой части относят все элементы регулятора с передаточной функцией отличной от единицы. Определим передаточную функцию системы, передаточная функция главной цепи будет: .Разомкнутая система образована двумя, соединенными последовательно, апериодическими звеньями, для которых частоты среза будут: ?1=1/T1=11.27 рад/с, ?1=1/T1=126.7 рад/с. По выражению (21) построим ЛАЧХ и ЛФЧХ - рисунок 4, разомкнутой системы, а по выражению (22) построим переходный процесс в замкнутой системе - рисунок 5: Рисунок 4 - ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы Можно сделать вывод, что система является устойчивой с неограниченно большими запасами по амплитуде и фазе, но характеристики переходного процесса системы не удовлетворяют заданным. Среднечастотная асимптота ЛАЧХ разомкнутой системы и ее сопряжение с низкочастотной определяют динамические свойства системы - устойчивость и показатели качества переходной характеристики. Тогда переходный процесс в замкнутой системе скорректированной методом Солодовникова изобразим на рисунке 7: Рисунок 7 - Переходный процесс в замкнутой системе, скорректированной методом СолодовниковаДля синтеза корректирующих устройств построим ЖЛАЧХ корректирующих звеньев - рисунок 13, WKS для корректирующего звена, полученного методом Солодовникова и WKU для корректирующего звена, полученного методом корневого годографа: Рисунок 13 - ЖЛАЧХ корректирующих звеньев В случае последовательного корректирующего устройство полученного методом корневого годографа оно может быть реализовано в виде усилителя с коэффициентом усиления 15. В случае последовательного корректирующего устройства, полученного методом Солодовникова желаемую передаточную функцию корректирующего звена (26) можно реализовать двумя дифференцирующими четырехполюсниками с разделительным усилителем [3]. Для синтеза дискретного регулятора построим корневой годограф исследуемой системы - рисунок 16. Из корневого годографа следует, что с увеличением коэффициента усиления полюсы замкнутой системы быстро выходят за пределы единичной окружности и система становится неустойчивой.Так как двукратное дифференцирование сигнала пассивными четырехполюсниками ведет к повышению уровня помех, а также изменение характеристик R, C элементов в результате действия внешних факторов или старения скажется на динамических свойствах корректирующего устройства.
Вывод
В состав спроектированной САУ деревообрабатывающего станка следует включить последовательное дискретное корректирующее устройство (микроконтроллер), потому что оно обеспечивает хорошие динамические характеристики, и при этом лишено недостатков аналогового корректирующего устройства. Так как двукратное дифференцирование сигнала пассивными четырехполюсниками ведет к повышению уровня помех, а также изменение характеристик R, C элементов в результате действия внешних факторов или старения скажется на динамических свойствах корректирующего устройства. Микроконтроллер за счет свойств цифрового сигнала менее подвержен помехам, и изменение характеристик полупроводниковых элементов меньше скажется на качестве регулирования.
Кроме того, путем программирования микроконтроллера, можно изменять его передаточную функцию, в зависимости от требуемых характеристик. Например, уменьшить время переходного процесса, или увеличить запасы устойчивости.
Список литературы
1. Барташевич А.А. Технология производства мебели. Ростов н/Д: Феникс, 2003.
2. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник.- 10-e изд. M.: Гардарики, 2002.
3. Воронов А.А. Теория автоматического управления. М.:.Высш. шк., 1986.
