Исследование системы программного регулирования скорости вращения рабочего органа шпинделя

ВВЕДЕНИЕ

Курс теории автоматического управления ставит своей целью ознакомить с общими принципами построения систем автоматического управления, с процессами в этих системах и методами их исследования. Принципы построения систем автоматического управления связаны с общими законами управления, значение которых выходит далеко за пределы технических задач.

Теория автоматического управления сформировалась в самостоятельную науку, в первую очередь на основе изучения процессов управления техническими устройствами. Изучение принципов построения и исследования систем автоматического управления в курсе ОТУ проводится на основе рассмотрения управления различными техническими устройствами, и первое понятие, которое конкретизирует довольно широкое поле деятельности этого курса является автоматическое регулирование. Под автоматическим регулированием понимают поддержание на определенном уровне или изменение по закону некоторых переменных характеристик (регулируемых величин) в машинах и агрегатах без участия человека с помощью различного рода технических средств.

Рассматриваемые принципы управления имеют более широкий общий смысл и могут быть применены при изучении процессов управления в совершенно иных системах, например, в биологических, экономических, социальных и др.

Исходные данные

Задана система програмного регулирования скорости вращения рабочего органа шпинделя.

Рис. 1

На рис.1 использованы следующие обозначения:

- ОВ ЭМУ – обмотка возбуждения ЭМУ.

- ЭМУ - электромагнитный усилитель.

- Д - двигатель постоянного тока

- ОВД – обмотка возбуждения двигателя.

- Р – редуктор.

- ТГ – тахогенератор.

- У – электронный усилитель.

- E - ошибка рассогласования.

- V - скорость изменения напряжения.

- М – момент инерции шпинделя.

Система регулирования работает следующим образом: с электронного усилителя У усиленный сигнал рассогласования Е поступает на обмотку возбуждения ЭМУ (ОВ ЭМУ), ток, проходящий через ОВ ЭМУ меняется, изменяя тем самым величину магнитного потока, действующего на ротор электромагнитного усилителя (ЭМУ) - увеличивая или уменьшая скорость его вращения, и в зависимости от этих изменений меняется скорость и направление вращения двигателя (Д). Двигатель (Д) , редуктор (Р) , тахогенератор (ТГ) и шпиндель находятся в жесткой механической связи, поэтому изменения в скорости и в направлении вращения двигателя вызывают соответствующие изменения в скорости и в направлении вращения рабочего органа шпинделя, а также в работе тахогенератора (ТГ) , который передвигает ползунок реостата в сторону изменения ошибки несогласования E .

Требуется:

1. Составить структурную схему и вывести уравнения, которыми описываются отдельные элементы и вся система регулирования в целом. Определить коэффициент усиления усилителя из заданной точности.

2. Определить устойчивость и качество переходных процессов в системе с помощью частотных методов.

3. Скорректировать систему.

4. Построить переходный процесс в системе и оценить его качество.

Дано:

Тэ1	Тэ2	Тд	Кэму	Кд	Кред	Ктг	E,%	V
0,1	0, 7	2,5	4	3	2	0,1	0,4	0,5

1.Структурная схема системы.

На основании принципиальной схемы (рис. 1) составим структурную схему (рис. 2) и рассмотрим все ее элементы для получения передаточной функции всей системы.

Рис. 2

1.1 Усилитель.

(1)

где K_y – коэффицент усиления электронного усилителя.

1.2 ЭМУ

(2)

где К_эму - коэффицент передачи ЭМУ;

Т_э1 ,Т_э2 - постоянная времени ЭМУ.

1.3 Двигатель

(3)

где К_дв - коэффицент передачи двигателя постоянного тока.

Т_дв - постоянная времени двигателя

1.4 Редуктор

(4)

где К_ред - коэффициент передачи редуктора

1.5 Тахогенератор

(5)

где К_тг - коэффициент передачи тахогенератора

Пользуясь (рис. 2) и формулами (1-5) составим передаточную функцию разомкнутой системы

(6)

Подставив исходные значения, получим

(7)

2. Определение коэффициента усиления электронного усилителя по заданной точности.

Установившаяся ошибка замкнутой САУ складывается из двух составляющих:

(8)

где -ошибка от задающего воздействия,

-ошибка от возмущения f(t).

Передаточная функция замкнутой системы по оши

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать