Статистический расчет следящей системы - Курсовая работа

Санкт-петербургский электротехнический университет “ЛЭТИ” им. Кафедра Систем автоматического управления “Элементы и устройства систем управления”Существует множество следящих систем, отличающихся принципом действия, структурой, элементами, принципом управления исполнительным устройством, родом источников питания и т.д. В зависимости от типа исполнительных устройств в маломощных системах применяются, главным образом, полупроводниковые усилители переменного и постоянного токов.Структурная схема разрабатываемой следящей системы, изображенной на рисунке1, включает в себя следующие обязательные элементы построения, выбора и расчета: Рис.1.Нагрузка на выходной оси следящей системы определяется моментом статического сопротивления и моментом инерции , а также характером изменения управляющего сигнала характеризуется его амплитудой и частотой . По номинальной скорости вращения двигателя NД и максимальной угловой скорости вала нагрузки определяется передаточное отношение редуктора В следящих системах обычно используются редукторы с цилиндрическими и коническими колесами, которые обладают высоким коэффициентом полезного действия , возьмем: Расчет редуктора в данном курсовом проекте производится в следующем порядке. Исходя из размеров двигателя, задаемся диаметром =0,1[м] и шириной =0,01 [м] первой шестерни и по формуле определяется момент инерции : Выбираем отношение , соответствующие передаточные числа шестерен , , и определяем значение приведенного момента инерции редуктора : Рис. По данным двигателя (), редуктора (, и ), нагрузки (и ) и вычисленному ускорению вала нагрузки вычислим эквивалентный момент на валу двигателя: Условием работоспособности выбранного двигателя является соотношение: Передаточная функция двигателей, как отношение угла поворота вала к напряжению питания , в общем виде описывается интегрирующим и колебательным звеньями где - коэффициент передачи двигателя; - электромеханическая постоянная двигателя; - электромагнитная постоянная двигателя.С помощью чувствительного элемента в следящей системе осуществляется сопоставление выходной величины с входной , в результате чего формируется ошибка замкнутой системы, которая затем преобразуется в электрический сигнал. Чувствительный элемент в этом случае состоит из датчика и приемника углового перемещения, в качестве которых широкое применение нашли потенциометры и вращающиеся трансформаторы. Вращающиеся трансформаторы: Использование вращающихся трансформаторов (ВТ) в качестве чувствительных элементов, как датчиков углов рассогласования в следящих системах позволяет, в связи с их высокой точностью, создавать одноотсчетные следящие системы. В первом случае съем напряжений с обмоток ротора осуществляется через щетки и контактные кольца. В качестве датчиков в следящих системах нашли широкое применение линейные (ЛВТ) и синусно-косинусные (СКВТ) вращающиеся трансформаторы.Максимальное значение напряжения Um приложенного к симистору зависит от амплитудного значения напряжения питающей сети с учетом возможного его повышения на 10% () и максимального значения перенапряжения (): UM=2,3*220=506 [B] Зная величины и по справочнику выбирают необходимый симистор из условия, чтобы постоянный ток в открытом состоянии превосходил , а постоянное напряжение в закрытом состоянии превосходило : > , > . Для надежного открытия симистора его система управления должна обеспечивать отпирающий постоянный ток управления , протекающий через управляющий электрод, не менее значения тока включения . Диоды выпрямительного моста выбираются аналогичным образом по прямому току и обратному напряжению , чтобы выполнялось условие > , > . Напряжение управления UY, поступающее с выхода регулятора тока UPT, обычно ограниченно и составляет несколько вольт, что обусловлено максимально допустимым током в якоре электродвигателя.

Содержание

Введение

1. Составление функциональной схемы системы

2. Выбор исполнительного двигателя и редуктора следящей системы

3. Выбор чувствительного элемента и демодулятора

4. Выбор и расчет усилителя для следящей систем