Разработка и исследование аналого-цифровой управляемой системы
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
sp;
с.
Зададимся величиной . Пусть мкФ.
Тогда
;
Расчёт мощностей резисторов
Синтез форсирующего звена
Передаточная функция данного звена.
Для синтеза используем схему (рисунок 57)
Рисунок 57 - Электронная цепь, реализующая форсирующее звено, построенная на операционном усилителе
Пусть
.
Тогда
Или заменив jw на p
.
Отсюда следует
с
Зададимся величиной С2. Пусть С2 = 1 мкФ.
Тогда
.
Значит
Расчёт мощностей резисторов
Соединив последовательно эти схемы (рисунок 58), получим электронную цепь на базе ОУ с передаточной функцией
Рисунок 58 - Электронная цепь, реализующая минимально-фазовое звено, построенная на операционном усилителе
На схеме
,
Синтез не минимально-фазового объекта управления
Теперь рассчитаем величины сопротивлений и ёмкостей элементов для схемы не минимально-фазового объекта управления
Таким образом, можно выделить 4 звена: безинерционное ; два апериодических и одно не минимально-фазовое звено .
Синтез не минимально-фазового звена
Передаточная функция данного звена
Для синтеза используем схему (рисунок 59), напоминающую схему форсирующего звена, но сигнал будет идти не на отрицательный канал операционного усилителя, а на положительный, а отрицательный будет заземлён.
Рисунок 59 - Электронная цепь, реализующая не минимально-фазовое звено первого порядка, построенная на операционном усилителе
Пусть
.
Тогда
или заменив jw на p
.
Отсюда следует
с
Зададимся величиной С4. Пусть С4 = 1 мкФ.
Тогда
.
Значит
Расчёт мощностей резисторов
Синтез безинерционного звена и расчёт входного тока
Передаточная функция данного звена
Для синтеза используем схему (рисунок 60)
Рисунок 60 - Электронная цепь, реализующая безынерционное звено, построенная на операционном усилителе
Зададимся R11. Пусть в качестве R11 будет взят стандартный резистор с сопротивлением 100 Ом.
Тогда
Расчёт мощности резисторов. В паспортных данных операционного усилителя максимальный допустимый ток , и максимальное напряжение . Для простоты расчёта возьмём силу тока равную , которой соответствует напряжение
Синтез апериодического звена
Передаточная функция данного звена
Для синтеза используем схему (рисунок 61)
Рисунок 61 - Электронная цепь, реализующая апериодическое звено, построенная на операционном усилителе
Пусть
Или заменив jw на p
.
Отсюда следует
с
Зададимся величиной . Пусть мкФ. Тогда
;
Расчёт мощностей резисторов
Теперь представим полученную цепь электронной схемы звена, соединив рассчитанные звенья последовательно (рисунок 62)
,
Рисунок 62 - Электронная цепь, построенная на операционном усилителе и реализующая не минимально-фазовое звено
На схеме
;
6.3 Выбор стандартных элементов
Выберем необходимые электронные элементы, для реализации рассматриваемых объектов исследования на основе операционных усилителей.
Выбор резисторов
Резисторы типа С1-4 (рисунок 63) предназначены для работы в цепях постоянного и переменного токов, в непрерывных и импульсных режимах. Резисторы изготавливаются в соответствии с техническими условиями АПШК.434110.001 ТУ, удовлетворяют требованиям ГОСТ 24238. Вид климатического исполнения В 2.1 по ГОСТ 15150. Резисторы Cl-4-0,25 выпускаются неизолированного и изолированного варианта. Сопротивление изоляции изолированных резисторов не менее 1х104 МОм.
Рисунок 63 - Общий вид резистора
Условия эксплуатации (таблица 3)
Таблица 3
Вибрация в диапазоне частот, Гц С1-4-0,125а; 0,125; 0,25; С1-4-0,51-2000 с ускорением до 10 g 1-600 с ускорением до 10 gгарантийная наработка, ч20000гарантийный срок хранения, лет15
Технические данные (таблица4) [8]
Таблица 4
Тип резистораНоминальная мощность рассеяния, ВтОбозначение комплекта КДРазмеры, L*D, ммПредельное рабочее напряжение, ВДиапазон сопротивлений Ом Допускаемое отклонение от номинального сопротивления %LDраб.имп.1;25; 10С1-4-0Д25аОД 25UKA6.434113.016 3,21,8200400-1 Ом -1 МОм1 Ом - 2,2 МОм600Выбор конденсатора
Конденсаторы монолитные керамические постоянной емкости (рисунок 64)
Рисунок 64 - общий вид конденсатора
Технические параметры (таблица 5) [9]
Таблица 5
Вид конденсатораНоминальная емкость для конденсаторов группы по температурной стабильности. пФРазмеры, ммMl 10М47MI500ИЗОН50Н90L mахВ maxII maxК10-73-166800-20000 пФ0.011-,033 мкФ0,15- 0.47 мкФ0,68-2.2 мкФ9,07,15,0
Выбор операционного усилителя
Выберем операционный усилитель типа К140УД2. Микросхемы представляют собой операционный усилитель средней точности с составными транзисторами на входе, без частотной коррекции. Содержат 47 интегральных элементов. Корпус типа 301.12-1, масса не более 1.5 г. (рисунок 65) [10]
Рисунок 65 - условное графическое обозначение К140УД2 (А,Б)
Назначение выводов: 1 - напряжение питания (-UП); 2 - коррекция 1; 5 - выход; 7 - напряжен