Позиционирование рабочего механизма
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
функционирования всей системы. позиционирование плата корректирующий устройство
Для систем различной физической природы в ТАУ разработан ряд подходов к решению задач стабилизации и позиционирования. Подходы базируются на использовании фундаментальных принципов автоматического управления: по задающему воздействию, по возмущающему воздействию, по отклонению.
Задача позиционирования будет решаться с использованием принципа управления по отклонению. Для его реализации необходимо осуществлять сравнение действительного значения управляемой величины с задающим значением и управлять в зависимости от результатов этого сравнения. Для реализации принципа управления по отклонению необходимо использовать отрицательную обратную связь. Отрицательная обратная связь - это связь, осуществляющая передачу информации об управляемой величине на отрицательный вход сумматора, формирующего сигнал ошибки.
2 Математическое описание системы позиционирования
.1 Формирование функциональной схемы системы
Функциональную схему - графическое изображение изделия, на котором представлены функциональные части и связи между ними с разъяснением процессов, протекающих в отдельных функциональных цепях изделия или в изделии в целом.
Функциональная схема САП представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 - Функциональная схема САП
Обозначения:
УМ - усилитель мощности;
ИО - исполнительный орган;
РМ - рабочий механизм;
Д - датчик;
П - преобразователь;
- задающее управляющее воздействие - задающий сигнал управления, В;
- отклонение, В;
- напряжение усилителя мощности, В;
- угловая скорость, 1/с;
- напряжение датчика, В;
- напряжение преобразователя, В;
ОАП - объект автоматического позиционирования;
УАП - устройство автоматического позиционирования.
Главное отличие принципа управления по отклонению - наличие отрицательной обратной связи. Таким образом сигнал с выхода системы поступает на её вход и при помощи сумматора определяется отклонение заданной величины от требуемой. В рассмотренной схеме управляющее воздействие формируется в зависимости от величины и знака отклонения управляемой величины от задающего воздействия. Эту зависимость в общем виде можно представить таким образом:
2.2 Построение линеаризованной математической модели системы
Линеаризованная математическая модель САП - математическая модель, представленная в виде передаточных функций элементов и устройства в целом.
Рассмотрим основные передаточные функции элементов замкнутой САП:
усилителя мощности:
; (2.1)
тахогенератора:
(2.2)
преобразователя:
(2.3)
двигателя по задающему воздействию:
(2.4)
двигателя по возмущающему воздействию:
(2.5)
Параметры передаточных функций расiитаем по формулам:
(2.6)
(2.7)
(2.8)
(2.9)
(2.10)
(2.11)
Исходные данные для раiета коэффициентов берем из технических характеристик двигателя СЛ-267, приведенных в таблице 2.1:
Таблица 2.1 - Технические характеристики
Uном , В110Р, В24nном, В3600Iя.ном, об/мин0,42Iвозб, А0,08Мном, Нсм6,37Мп, Нсм11,28Lя, Гн0,125Rя, Ом51Rвозб, Ом1400JД, гсм2196m, кг1,25
По формуле 2.11
По формуле 2.10
По формуле 2.6
По формуле 2.7
По формуле 2.8
.
Подставив полученные значения имеем следующие передаточные функции:
; (2.12)
(2.13)
(2.14)
(2.15)
(2.16)
Так как , то постоянной времени можно пренебрегать и тем самым снизить порядок передаточных функций. Воспользовавшись этим имеем:
(2.17)
(2.18)
2.3 Формирование структурной схемы системы. Определение передаточных функций элементов, разомкнутой и замкнутой системы по задающему и возмущающему воздействиям
Линейное приближение процессов управления в замкнутом контуре можно представить в форме следующей структурной схемы:
Рисунок 2.2 - Структурная схема САП
Обозначения:
- передаточная функция усилителя мощности;
- передаточная функция исполнительного органа;
- передаточная функция рабочего механизма;
- передаточная функция датчика;
- передаточная функция преобразователя;
- передаточная функция возмущающего воздействия;
- изображение задающего сигнала;
- изображение сигнала усилителя мощности;
- изображение сигнала управления на якорную обмотку;
- изображение сигнала датчика;
- изображение сигнала преобразователя;
- изображение сигнала ;
- изображение отклонения.
Если ввести новые обозначения: и , то структурную схему можно представить в таком более компактном виде:
Рисунок 2.3 - Структурная схема САП
Обозначения:
- передаточная функция усилителя мощности;
- передаточная функция двигателя по задающему воздействию;
- передаточная функция редуктора;
- передаточная функция двигателя по возмущению;
- изображение задающего сигнала;
- изображение сигнала усилителя мощности;
- изображение угловой частоты двигателя;
- изображение сигнала редуктора;
- изображение сигнала ;
- изображение отклонения;
Передаточные функции САП были рассмотрены в пункте 2.2. Объеди