Выбор исполнительного двигателя и редуктора, чувствительного элемента следящей системы. Технические данные вращающихся трансформаторов. Выбор преобразовательного элемента. Выбор и расчет усилителя для следящей системы. Анализ параметров транзисторов.
Аннотация к работе
Следящие системы применяют в промышленности и военной технике для управления положением объектов с высокой точностью. С их помощью обеспечивается режим работы режущего инструмента станков, выполняется автоматическая перестановка валков прокатных станов, осуществляется управление работой исполнительных механизмов роботов и манипуляторов. В военной технике следящий привод (СП) используется для разворота оптических приборов и телескопов, управления разворотом пусковых установок ракет, рулевых агрегатов летательных аппаратов.Тип двигателя определяется по каталогу, руководствуясь показателем требуемой мощности. Ориентировочное значение мощности двигателя производится по показателям статического момента нагрузки МН и угловой скорости вала нагрузки ?0max в статическом (без ускорений) режиме работы в по формуле: , (1) где - в Вт; - в Нм; ?0max - рад/с; коэффициент 1,2?2,5 - запас мощности, необходимой для создания ускорений. Расчетному значению удовлетворяет двигатель СЛ-361 (рис. Для этого определим передаточное число редуктора, зная номинальную скорость вращения двигателя n и максимальную угловую скорость вала нагрузки w0 max для двигателя СЛ-361: В следящих системах используют редукторы с цилиндрическими и коническими колесами, обладающие КПД h = 0,9 ? 0,95. Пусть = d30 = 85 мм, b1 = 20 мм (табл.2), тогда Отношение оптимально при условии и Запишем кинематическую схему части редуктора, определяющей момент инерции, для определения размеров шестерен в видеВ соответствие с методическими указаниями в качестве чувствительного элемента выбираем вращающийся трансформатор (ВТ). Если вращающийся трансформатор используется в качестве измерительного элемента, то поворот ротора осуществляется посредством редукторного механизма высокой точности, который либо встраивается в корпус вращающегося трансформатора, либо монтируется отдельно от вращающегося трансформатора и механически соединяется с его валом. Если вращающийся трансформатор предназначен для работы в режиме поворота ротора в пределах определенного угла, то в качестве обмоток возбуждения и компенсационной используются обмотки статора, а в качестве вторичных - обмотки ротора. В отличие от трансформаторной системы на сельсинах система на вращающемся трансформаторе обеспечивает более высокую точность, что объясняется большей точностью вращающихся трансформаторов по сравнению с сельсинами. Однако мощность на выходе ВТ-приемника меньше мощности на выходе сельсина-приемника, поэтому для трансформаторных систем на вращающемся трансформаторе требуются усилители мощности с более высоким коэффициентом усиления.Для выделения сигнала ошибки необходимо использовать демодулятор. Выходное напряжение демодулятора пропорционально амплитуде сигнала ошибки, а его полярность определяется знаком сигнала ошибки. Коэффициент передачи демодулятора определяется в зависимости от состояния ключа VT1. Если ключ Т1 замкнут, то коэффициент усиления по инвертирующему входу ОУ А1 определяется по формуле Когда ключ Т1 разомкнут, коэффициент усиления ОУ по дифференциальному входу, т.е. по инвертирующему и неинвертирующему входам следующий: Исходя из необходимости равенства усиления при двух состояниях ключа Т1, получаем равенство: Тогда параметр a определяется исходя из требуемого коэффициента усиления схемы по выражению .Основное усиление сигнала рассогласования по напряжению и мощности до величины, достаточной для управления исполнительным двигателем выполняется УПУ. В зависимости от типа исполнительного двигателя (переменного или постоянного тока) в качестве усилителей мощности могут применяться транзисторные, магнитные, тиристорные усилители и схемы с широтно-импульсной модуляцией. Ключевой режим позволяет выделять в нагрузке большую мощность по сравнению с активным режимом при той же мощности рассеяния на транзисторе. Среднее напряжение Uя на выходе ШИП равно нулю при UY = 0, при этом относительная продолжительность включения транзисторов g схемы составляет g0 = 0.5 Т / Т = 0.5; (0 ? g ? 1). Кроме транзисторов схема включает диоды VD1-VD4, замыкающие цепь протекания тока при выключении транзисторов схемы.Полная принципиальная схема следящей системы представлена на рис.18. На схеме введены обозначения ВТ1, ВТ2 - вращающие трансформаторы, реализуют систему измерения угла поворота вала двигателя. На операционных усилителях DA1, DA2, DA3 реализована первичная обработка сигнала ошибки: предварительное усиление, демодуляция, DA3 - буферный каскад с единичным усилением.После выбора и расчета всех элементов системы, составим ее структурную схему, рис. Коэффициенты передачи КУ предварительного усилителя определяем по добротности системы по скорости: , где w0 max - скорость отработки, а QД - заданная динамическая ошибка системы.Логарифмическая амплитудная характеристика (ЛАХ). Предварительные расчеты. Определяем частоты среза wcp1 = 1/Тдв = 1 / 0,012 = 83,33 с-1;Рассчитываем значения Y(w), задавая фиксированные частоты w.
План
Содержание
Введение
1. Выбор исполнительного двигателя и редуктора следящей системы
2. Выбор чувствительного элемента
3. Выбор преобразовательного элемента
4. Выбор и расчет усилителя для следящей системы
5. Принципиальная схема следящей системы
6. Структурная схема системы
7. Логарифмические амплитудная и фазовые характеристики