Моделирование системы управления углом поворота инерционного объекта

Дана функциональная схема системы управления углом поворота нагрузки и алгоритм работы ЭВМ изображение на рис. 1 и рис. 2 соответственно.

Рис. 1. Функциональная схема системы управления

На рисунке 1 приняты следующие обозначения:

ЭВМ - электронно-вычислительная машина;

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь;

УМ - усилитель мощности;

ИД - исполнительный двигатель;

ПР - приборный редуктор;

ТГ - тахогенератор;

СУ - согласующий усилитель;

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

Р - редуктор;

ОУ - объект управления;

- цифровое представление сигнала заданного угла поворота, рад;

φ - угол поворота объекта управления, рад;

- цифровое представление сигнала угла поворота ОУ, рад;

- цифровое представление скорости вращения ИД, рад;

- цифровое представление сигнала управления, рад.

Рис. 2. Алгоритм работы ЭВМ

На рисунке 2 приняты следующие обозначения:

- цифровое представление сигнала заданного угла поворота, рад;

φ - угол поворота объекта управления, рад;

- цифровое представление сигнала угла поворота ОУ, рад;

- цифровое представление скорости вращения ИД, рад;

- цифровое представление сигнала управления, рад;

- уровень ограничения сигнала управления , В;

- период квантования в контуре регулирования положения, с;

- постоянная времени регулятора скорости ИД, с;

- коэффициент передачи регулятора скорости ИД;

Tc - период квантования в контуре регулирования скорости ИД, с.

Число разрядов ЦДУ n0=16.

Число разрядов ЦАП nцап=12, максимальное выходное напряжение ЦАП Uцап m=10 В.

Число разрядов АЦП nацп=12, максимальное входное напряжение АЦП Uацп m=10 В.

Уровень ограничения сигнала управления U*упр определяется по следующему выражению:

Uрм=Uцап m/Kцап,

где Uцап m - максимальное выходное напряжение ЦАП, В;

Kцап - крутизна ЦАП, В/рад.

Уровень ограничения выходного сигнала регулятора положения Unm определить по выражению:

Unm =,

где iпр - передаточное отношение приборного редуктора; Ωид ном - номинальная скорость вращения ИД, рад/с.

Период квантования в контуре регулирования положения Т0 = 0,05 с.

Ряд значений периода квантования в контуре регулирования скорости ИД Тс, с: 0,05; 0,025; 0,01; 0,005; 0,001; 0,0005.

Усилитель мощности:

Кум = 6 - коэффициент передачи усилителя мощности;

Uум m = 27 В - максимальное выходное напряжение усилителя мощности.

Исполнительный двигатель:

в качестве ИД используется электродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов;

Uя ном = 27 В - номинальное напряжение якоря;

Iя ном = 6,4 А - номинальный ток якоря;

nном = 6000 об/мин - номинальная скорость вращения;

Мном ид = 0,147 Нм - номинальный вращающий момент двигателя;

Jд = 3.10-6 кг.м-6 - собственный момент инерции ротора исполнительного двигателя.

Редуктор:

i = 1800 - передаточное число редуктора;

σ = 1,2 - коэффициент, позволяющий учесть момент инерции вращающихся частей редуктора;

ηпх = 0,7 - КПД прямого хода;

ηох = 0,65 - КПД обратного хода;

Δ = 1 мрад - люфт редуктора;

с = 30000 Нм/рад - жесткость редуктора.

Приборный редуктор:

приборный редуктор считать абсолютно жестким и безлюфтовым;

iпр = 2 - передаточное отношение приборного редуктора.

Тахогенератор:

Ктг = 5 мВ.мин/об - крутизна тахогенератора.

Объект управления:

Jн = 30 кг.м2 - момент инерции нагрузки;

Мтр = 50 Нм - момент трения;

Мну = 100 Нм - момент неуравновешенности нагрузки.

Определить:

1. Значения Kрп, Крс, Кос, Трс, периода квантования Тс сигналов управления в контуре регулирования скорости ИД, при которых обеспечиваются следующие характеристики:

· время отработки заданного угла φ*з=20 мрад до ошибки не более 0,5 мрад - не более 2с;

· время отработки заданного угла φ*з=900 до ошибки не более 0,5 мрад - не более

t=() = 6,5 с,

где i - передаточное число редуктора;

· перерегулирование при отработке заданных углов φ*з=20 мрад - не более 4 мрад, при отработке φ*з=900 - не более 20 мрад.

. Исследовать влияние периода квантования Тс сигналов управления в контуре регулирования скорости ИД на показатели качества переходного процесса.

    Прочтите также:

    Моделирование передающей антенны базовой станции систем подвижной радиосвязи
    В курсовой работе производится моделирование передающей антенны базовой станции систем подвижной радиосвязи. По заданным требованиям необходимо рассчитать геометрические размеры полотна ...

    Проектирования микропроцессорной системы управления объектом
    Целью курсового проектирования является приобретение навыков разработки микропроцессорных систем (МПС) на примере проектирования микропроцессорной системы для управления некоторым объект ...

    Расчет усилителя мощности низкой частоты
    Основной целью курсового проектирования по дисциплине «Аналоговые электронные устройства» является углубление и закрепление знаний по курсу, приобретение опыта самостоятельной рабо ...

    Основные разделы

    2018 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru