Следящие системы

                                             Дано:
                                         (((  = 2,5 (
                                         (вв  = 0,5 рад/с
                                         Мн  = 0,8 Нм
                                         Jн  = 0,3 НмсІ

                 (н  = 0,7 рад/сІ


                                         ( = 30 %
                                         tпп  = 0,3 с

                                           Найти:
   1. Составляющие  (((  для определения добротности и коэффициент  усиления
      усилителя.
   2. Выбрать тип измерительного элемента и привести  его  характеристики  ,
      крутизну К1 и число каналов измерительной части .
   3. Выбрать тип исполнительного элемента  и  привести  его  характеристики
      ,определить С? ,См ,Тм с учетом  нагрузки  ,  определить  передаточное
      отношение редуктора .
   4. Определить коэффициент усиления усилителя .
   5.  Начертить  функциональную  и  структурную  схемы   нескорректированой
      системы , составить передаточные функции отдельных звеньев и системы в
      целом .
   6. Построить ЛАЧХ нескорректированой системы и желаемую ЛАЧХ.
   7. Определить вид и параметры  корректирующего  устройства  (коррекция  с
      обратной связью).
   8. По ЛАЧХ  скорректированой системы  определить  запас  устойчивости  по
      модулю и фазе , приблизительно оценить время  переходного  процесса  в
      системе  и  величину  перерегулирования  при   единичном   ступенчатом
      воздействии на входе.
   9. Начертить структурную схему скорректированой системы   и  записать  ее
      передаточную функцию.
  10. Построить переходной процесс одним из численных методов с приме-нением
      ЭВМ.
  11. Определить время переходного процесса и величину  перерегулирования  и
      сравнить со значениями , полученными приближенно в пункте 8.


                                        Расчетная часть



1.
                ((( = ((иэ +((( +((зз +((л +((мш +((ск +((уск

          (((       – суммарная погрешность;
           ((иэ  –  погрешность  измерительного  элемента  (   должна   быть
                меньше либо равна половине суммарной погрешности ) ;
          (((    – погрешность, вносимая усилителем – преобразователем  (  в
               маломощных  системах  работающих  на   переменном   токе   ,
               погрешность усилителя связанная с дрейфом нуля отсутствует )
               ;
           ((зз    –  погрешность  зоны  застоя  (  зависит  от  конструкции
               двигателя и коэффициента усиления усилителя  и  в  целом  от
               коэффициента усиления разомкнутой системы ) ;
                                                                       1
                                                          ((зз   =  Ку
          ((л    – погрешность люфта  кинематической  передачи  (  используя
               разрезанные  шестерни   стянутые   пружинами,   а   так   же
               специальные двухдвигательные схемы для выборки  люфта,  т.е.
               два   двигателя   один    из    которых    выполняет    роль
               исполнительного, а  второй  создает  тормозной  эффект.  Они
               связаны с выходной  первичной  шестерней  и  выполняют  роль
               распорного устройства, т.е. поддерживает положение  шестерни
               редуктора  в  одном  из  выбранных  крайних  положений.  Эту
               погрешность можно принять равной нулю);
           ((мш  –  механическая   погрешность   шестерен   (   присутствует
               обязательно. Для высокоточных  систем  в  лучшем  случае  ее
               можно считать равной одной угловой минуте ) ;
          ((ск   – скоростная  погрешность ( для  ее  устранения  используем
               комбинированную систему  ,  т.е.  на  входную  ось  ставится
               тахогенератор );



           ((уск – погрешность по ускорению , требующегося , по заданию ,
                          обеспечить на выходном валу.
                                                  (н
1
                                     ((уск =  К    ( Ту + Тм – К )

               Из выше изложенного следует :

                        ((( = ((иэ +((зз +((мш +((уск


2.

    Так как  0,5((( ? ((иэ  в качестве  измерительного  элемента  используем
синусно-косинусный вращающийся трансформатор типа ВТ-5.


                                          Параметры ИЭ:


                                         Uп = 40 В ;           ((иэ  = 1 (;

                                          f = 500 Гц ;         m = 600 г ;
                                                К1 = 5 мВ/угл. мин.

3.

   В качестве исполнительного  элемента  используем  двухфазный  асинхронный
двигатель переменного тока , который обладает малой инерционностью  и  малой
постоянной времени.

   Для  определения  типа  исполнительного  двигателя  рассчитаем  требуемую
мощность:
                               Мн ( (вв        0,8 Нм ( 0,5 рад/с
              Ртр     =        (         =              0,9                =
0,43 Вт


   Так как мощность реального двигателя  в  2-3  раза  больше  Ртр  выбираем
двигатель из семейства двигатель-генератор типа ДГ-2ТА.


                                               Параметры ИД:

                                     Рном = 2 Вт ;                   Uу =
30 В ;
                                     Пном = 16000 об/мин ;    Тм = 0,05 с ;
                                     Мном = 18 ( 10?? Нм ;      Jд = 1,4 (
10?? Нм ;
                                     Мп = 34 ( 10?? Нм ;         Uтр = 0,5
В .

   Проверим этот двигатель на выполнение условия по перегрузке:

             Мн +Jн(н           0,8 Нм + 0,3 НмсІ·0,7 рад/сІ
   iо =        Jд(н       =           1,4 ( 10?? Нм ·0,7 рад/сІ     = 10300

                Мн          Jн                               0,8 Нм
 0,3НмсІ
   Мтр =  iо(  +      iо   + Jд iо        (н   =   10300 ·0,9   +    10300
  + 1,4 ( 10?? (

                          ( НмсІ( 10300  ( 0,7 рад/сІ = 2,05 ( 10?? Нм

   Проверка :         Мтр             2,05( 10?? Нм
               1.   Мном   =  18 ( 10?? Нм   = 0,11