Разработка электропривода бытового полотера
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Вµходного процесса тока
Рис. 21
Как видно из из графиков переходных процессов система управления получилась качественной. В данном случае система реализует практически предельную диаграмму для отработки заданного значения скорости. Пуск и торможение двигателя происходят при максимальном токе, что позволяет получить минимальное время регулирования при заданных ограничениях.
7.3 Построение статических характеристик электропривода
Статические характеристики построим исходя из следующих соображений.
Контур регулирования скорости астатический. Следовательно, напряжение рассогласования на входе регулятора в установившемся режиме должно быть равным нулю. Тогда можно записать следующее уравнение:
,(74)
где - напряжение задания скорости;
- коэффициент обратной связи по скорости.
Тогда из уравнения выразим скорость.
(75)
Построим статические характеристики двигателя для максимальной, минимальной и промежуточной скорости. Сведем расчеты в таблицу 6
Таблица 6 - Расчетные значения для статических характеристик.
Напряжение задания, ВСкорость, с-110403,7515728
Статические характеристики двигателя при замкнутой системе управления приведены на рис. 28. Штриховой линией показана область работы привода.
Статические характеристики замкнутой системы электропривода.
8. Выбор и проектирование системы автоматизации производственной установки
.1 Формализация условий работы установки
Как было сказано выше, в проектируемой установке сделаем автоматизированное нанесение мастики на поверхность. В данном случае мастика должна наносится равномерно по поверхности пола, но скорость движения полотера может быть различной. Поэтому для равномерного нанесения мастики будем дозировать ее в зависимости от скорости движения полотера. Для этого необходимо применение датчика скорости движения, управляющего устройства, которое в зависимости от сигнала датчика будет управлять исполнительным устройством (клапаном либо дозатором). При нулевой скорости движения полотера клапан должен быть полностью закрыт, при максимальной скорости движения почти полностью открыт. Причем, зависимость открытия клапана от скорости движения полотера должна быть линейной.
8.2 Разработка алгоритма управления
Таким образом, зависимость между скоростью движения полотера и состоянием клапана можно представить уравнением
,(76)
где Y- степень открытия клапана;скорость движения полотера;коэффициент пропорциональности.
Причем необходимо учесть, что подача мастики происходит самотеком, поэтому при различной вязкости мастики при одном и том же коэффициенте пропорциональности, количество наносимой мастики будет различной. Для того, чтобы наносилось необходимое количество мастики необходимо изменять коэффициент k. Графически это можно представить следующим образом.
Графическое представление закона поведения системы автоматики.
8.3 Разработка функциональной схемы
Система автоматического нанесения мастики на обрабатываемую поверхность должна содержать три блока:
датчик скорости;
управляющее устройство;
исполнительное устройство.
Упрощенная функциональная схема системы приведена на рис. 30.
Функциональная схема системы автоматики.
Датчик скорости может быть любого типа. В данной установке применим фотоэлектрический датчик скорости. Датчик содержи светодиод и фотодатчик. На колесе укреплен диск с равномерно расположенными по окружности прорезями. Импульсы, снимаемые с фотодатчика, поступают на цепь формирования импульсов одинаковой длительности, и далее на преобразователь частота-напряжение, который в простейшем случае представляет собой сглаживающий RC-фильтр.
Управляющее устройство представляет собой усилитель с переменным коэффициентом усиления. Коэффициент усиления изменяется путем изменения глубины отрицательной обратной связи (ООС). Чем более глубокая ООС, тем меньше коэффициент усиления.
8.4 Выбор элементов
В качестве основного элемента управляющего устройства выберем операционный усилитель К140УД6, датчик скорости - фотоэлектрический, клапан электромеханический.
Система автоматизации, как было сказано выше, содержит три блока. Это:
датчик скорости;
управляющее устройство;
клапан.
Поясним принцип действия системы (см. принципиальную схему системы автоматики).
Датчик скорости состоит из фотоэлектрического преобразователя, формирователя импульсов равной длительности и преобразователя частота-напряжение.
Фотоэлектрический преобразователь состоит из светодиода VD1, фотодиода VD2, разделенных светонепроницаемым колесом с отверстиями, и транзистора VT1. При вращении колеса фотодиод периодически открывается. При открывании фотодиода база транзистора практически подключается к общему проводу. Это приводит к тому, что транзистор закрывается и на его коллекторе появляется потенциал равный напряжению источника питания.
Импульсы с коллектора транзистора VT1 поступают на устройство формирования импульсов равной длительности, которое построено на одновибраторе К561АГ1 (элемент DD1). Длительность импульса определяется параметрами внешней RC цепочки. Длительность импульса на выходе одновибратора примерно равна половине постоянной времени RC цепочки. В данном сл