Проектирование цифровой следящей системы
Информация - Радиоэлектроника
Другие материалы по предмету Радиоэлектроника
етствии со следующими условиями:
Мтр/Мн l ; wo max iр / wн a ;
где l - коэффициент допустимой перегрузки двигателя по моменту (для двигателя постоянного тока l = 10 ); a - коэффициент допустимого кратковременного увеличения скорости двигателя сверх номинальной, обычно a = 1,2 - 1,5.
Пример. Выбрать исполнительный двигатель следящей системы, если согласно техническому заданию: Jо= 100 кг.м2;
Мос= 120 Нм; wоmax= 0,7 с-1; eomax= 0,44 с-2 ; hр = 0,72.
Требуемая мощность двигателя
Ртр = 2(120 + 100. 0,44). 0,7 /0,72 = 319 Вт .
Выбираем двигатель типа МИ-22 (прил.2) со следующими параметрами: Рн = 370 Вт; Uн = 110 В; nн = 3000 об/мин;
Jд = 0,004 кг.м2.
Зададимся моментом инерции редуктора, приведенного к валу двигателя Jр=1.10-4 кг.м2, найдем передаточное число редуктора
9
Требуемый момент
Номинальный момент выбранного двигателя равен:
Проведем проверку двигателя:
по моменту - 1,28/1,18< 10 ;
по скорости - 0,7.355/314 = 0,79 < 1,5 .
В результате проверок двигателя по моменту и скорости видно, что он не перегружен. Следовательно, двигатель МИ-22 выбран правильно.
3.3. Выбор усилителя мощности
В качестве усилителя мощности используем ЭМУ с поперечным полем. При выборе усилителя необходимо соблюдать следующие условия.
1. Номинальная мощность усилителя должна удовлетворять неравенству
Рун Рн / hд ,
где hд - КПД двигателя.
2. Номинальное напряжение усилителя должно быть не меньше номинального напряжения исполнительного двигателя.
3. Номинальный ток усилителя должен быть не меньше, чем номинальный ток двигателя.
Учитывая указанные условия выбираем тип ЭМУ (см. прил. 3).
10
12345678МИ-320,7625001108,20,368800,01320,4515001105,00,975750,01320,3710001104,22,21730,01320,7625002204,11,36800,01320,3710002202,18,37730,0132МИ-411,6250011019,50,249730,0351,1150011013,00,67740,0350,7610001109,01,3720,0351,625002209,50,93730,0351,115002206,42,63750,0350,7610002204,55,32720,035МИ-423,2250011036,30,1780,0651,6150011018,20,32780,0651,1100011012,60,75750,0653,2250022018,00,376790,0651,615002209,11,28780,0651,116002206,32,95750,065Ми-515,5250022027,20,164820,1253,2150022017,10,46820,1251,610002208,71,1790,125МИ-527,0250022037,00,088840,154,5150022023,30,26850,152,5100022013,10,569820,15
27
Приложение 2
Технические данные двигателей серии МИ
Тип
двига-
теляМощ-
ность
Ско-
рость
вращ.Напря-
жение
Ток
якоря
Сопрот
цепи
якоряКПД
Момент
инерц.
Рн,
кВтnн,
об/минUн,
ВIн,
АRд,
Омhд,
%Jд,
кгм212345678МИ-110,123000602,870,46620,00150,12000602,270,94630,00150,1230001001,531,48620,00150,120001101,223,60630,0015МИ-120,23000604,570,23660,0020,122000602,720,52640,0020,230001102,460,765660,0020,1220001101,461,74640,002МИ-210,253000605,60,284670,00350,22000604,30,645680,00350,2530001103,050,945670,00350,220001102,332,20680,0035МИ-220,373000608,20,195710,040,252000605,50,360750,0040,121000602,61,44640,0040,3730001104,40,546720,0040,2520001102,91,29700,0040,1210001101,44,58640,004МИ-310,4530006010,30,204680,0090,372000608,20,405700,0090,4530001105,60,585680,0090,21000604,41,32660,0090,3720001104,41,16700,0090,210001102,43,9660,009
26
3.4. Составление передаточных функций
элементов следящей системы
3.4.1. Исполнительный двигатель
Передаточная функция исполнительного двигателя по углу поворота имеет вид (если пренебречь индуктивностью цепи якоря)
где Кд - коэффициент усиления двигателя, рад/В.с : Кд = wн / Uн ;
Тд - электромеханическая постоянная времени:
В последней формуле a =1,2 - постоянный коэффициент;
Jc - cуммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя.
;
3.4.2. Электромашинный усилитель
Передаточная функция ЭМУ
11
Кэму - коэффициент усиления ЭМУ по напряжению
Uэму - напряжение на выходе ЭМУ ; Uу - напряжение обмотки управления ЭМУ -
Ру, Rу - соответственно мощность и сопротивление обмотки управления ЭМУ,
Ту, Ткз - постоянные времени обмотки управления и короткозамкнутой обмотки якоря ЭМУ.
3.4.3. Усилитель
Усилитель (на функциональной схеме - У) служит для согласования выходного сигнала ЦАП с входным сопротивлением обмотки управления ЭМУ. Его можно считать безинерционным звеном с передаточной функцией Wу(Р) = Ку .
В расчетах принять Ку = 1 .
3.4.4. Фазовый детектор
Передаточная функция фазового детектора Wфд (P) = Кфд,
где Кфд=1 - коэффициент усиления фазового детектора.
3.4.5. Измерительное устройство
Передаточная функция измерительного устройства Wиу(Р)=Киу,
где Киу=1 - коэффициент усиления измерительного устройства.
12
Приложение 1 (продолжение)
1234567172501801,00,040,0125183001501,50,020,0225193501500,50,020,05302050702,50,050,013021100503,00,050,0120221501002,50,080,0525232001201,50,050,02302470250,750,0250,012025120500,80,010,022026110600,50,040,0125273001200,50,010,0225281501001,00,020,053029100701.20,050,02203075501,00,010,0525
Время регулирования tр: для студентов группы АТ-1 tp=2 c.,
АТ-2 tp=2,5 c., АТ-3 tp=3 c.
25
Приложение 1
Варианты исходных данных для проектирования следящей
системы
Вари-
антСтатиче-
ский мо-
мент наг-
рузки
Мос, НмМомент
инерции
объекта
управлен.
Jо, кгм2Максим.
угловая
скорость
wо max, с-1Максим.
угловое
ускорен.
eо max, с-2Максим.
кинетич.