Скоростной следящий электропривод - Курсовая работа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образованияСпроектировать скоростной следящий двухконтурный электропривод с разработкой регулятора тока и регулятора скорости и исследованием динамической модели электропривода на ЭВМ.Разработка функциональной схемы скоростного следящего электропривода.момент инерции рабочего органа JP=57 кг·м2; угловая скорость поворота рабочего органа WP =100 град/с;Настроенный на оптимум по модулю контур тока должен обеспечивать: время нарастания перерегулирование ?КТ = 4,3%.При невыполнении требований по угловой скорости выбранного электродвигателя, рассчитать новое передаточное число редуктора по формуле При невыполнении требований по моменту выбрать по ТАБЛ.П.2 более мощный двигатель.Переходная характеристика контура тока по задающему воздействию.В современной теории и практике широкое применение получили ЭП, построенные по принципу подчиненного регулирования. Каждый контур такой системы подвергается коррекции (настройке) по отдельности. Процедура настройки сводится к выбору структуры и расчету параметров регуляторов, включенных последовательно по отношению к элементам неизменяемой части каждого контура. Достоинством системы подчиненного регулирования является простота коррекции, возможность легко ограничивать предельные значения пусковых токов при резких изменениях нагрузки или значительные рассогласования в следящих ЭП. Структура и параметры РТ выбираются и рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить настройку КТ на оптимум по модулю (ОМ) в соответствии с заданием на курсовой проект.В качестве электромеханического преобразователя силового канала следящего скоростного ЭП применен ЭД постоянного тока с управлением по цепи якоря. К достоинствам ЭД постоянного тока следует отнести большой диапазон мощностей, линейность регулировочных и механических характеристик. Основным недостатком ЭД постоянного тока является наличие щеточно-коллекторного узла, создающего дополнительный момент трения и снижающего надежность его работы. Анализ технических данных, приведенных в таблице П.2, показывает, что ЭД различных типов с равными значениями номинальной мощности РНОМ имеют различные значения частоты вращения NHOM, напряжения питания UHOM, тока якоря ІЯ, сопротивления обмотки якоря RЯ, номинального момента МНОМ и момента инерции JДВ. Вместе с тем, для выполнения требований по моменту необходимо выбирать менее быстроходный ЭД (с большими габаритами и массой) с большим значением номинального момента МНОМ.Для построения ССДМ двигателя с применением MATLAB-SIMULINK необходимо задать входные воздействия: номинальное напряжение ЭД UHOM (UБП) и статический момент сопротивления рубки МР. Выбрать ЭД серии МИ и рассчитать его динамическую модель, если требуемая угловая скорость поворота рабочего органа ?Р = 100 град/с; требуемое угловое ускорение поворота рабочего органа ?Р = 37 град/с; момент инерции рабочего органа JP = 57 кг•м2, статический момент сопротивления рабочего органа МР = 75 Н• м. Переводим угловую скорость поворота рабочего органа в рад/с и угловое ускорение поворота рубки в рад/с Проверяем выбранный ЭД на соответствие требований по скорости (3.3). Определяем номинальную угловую скорость и приведенную к валу ЭД угловую скорость поворота рубкиНа рисунке 3.1 показана ССДМ ЭД с буквенными обозначениями. С учетом полученных численных значений ССДМ принимает вид, изображенный на рисунке 3.2. Для получения переходной характеристики двигателя по управляющему воздействию в блок Step в строку Final value установим значение UHOM, а в блок Step 1 - значение, равное нулю. С целью определения переходной характеристики двигателя по моменту сопротивления в блок Step в строку Final value зададим значение, равное нулю, а в блок Step 1 - значение МР. На рисунке 3.3 и рисунке 3.4 представлены результаты моделирования при следующих параметрах ЭД серии МИ-32: - напряжение питания = 220 В;БП, как правило, включает широтно-импульсный преобразователь (ШИП), на выходе которого формируется последовательность импульсов переменной скважности ? и является существенно нелинейным элементом. Вместе с тем, частота среза КТ находится значительно ниже зоны рабочих частот БП и, поэтому, для решения практических задач полагают, что динамические свойства БП, с большой степенью точности, описываются инерционным звеном с передаточной функцией ДТ формирует сигнал, пропорциональный току ІЯ, протекающему в обмотке якоря, обеспечивает гальваническую развязку силовой цепи и цепи прохождения управляющего сигнала. Его динамические свойства также описываются инерционным звеномДля определения структуры РТ необходимо рассчитать передаточную функцию разомкнутого КТ и сопоставить полученное выражение с известной передаточной функцией КТ, настроенного на ОМ. В полученном выражении постоянные времени БП ТБП и ДТ ТДТ следует отнести к малым постоянным времени. Сравнив (4.5) и (4.

Содержание

1. Задание на курсовое проектирование

1.1 Целевая установка

1.2 Основные вопросы, подлежащие разработке

1.3 Исходные данные

1.4 Технические требования к электроприводу

1.5 Методические указания

1.6 Перечень необходимых экспериментальных работ и расчетов на ЭВМ

2. Разработка функциональной схемы скоростного следящего электропривода

3. Выбор и расчет электродвигателя

3.1 Выбор электродвигателя

3.2 Расчет параметров динамической модели электродвигателя

3.3 Моделирование электродвигателя

4. Синтез регулятора тока для настройки контура тока на оптимум по модулю

4.1 Расчет параметров регулятора тока и построение динамической модели контура тока

4.2 Моделирование контура тока и анализ полученных результатов

5. Синтез регулятора скорости для настройки контура скорости на симметричный оптимум

5.1 Расчет параметров регулятора скорости и построение динамической модели контура скорости

5.2 Моделирование контура скорости и анализ полученных результатов

6. Анализ переходной характеристики КС по статическому моменту сопротивления рубки

1. Задание на курсовое проектирование

1.1 Целевая установка