Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Июня 2012 в 19:13, курсовая работа
Цель курсового проекта
Целью курсовой проекта является освоение инженерных методов расчета цифровых и цифроаналоговых систем следящих электроприводов.
ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
В соответствии с кинематической схемой исполнительного механизма (рис. 1) и заданным вариантом требуется:
1) провести расчет позиционно-следящего электропривода постоянного тока, построенного по принципу СПР (нечетные варианты) или структурно-минимального электропривода (четные варианты) с учетом квантования по времени в цифровой части;
представить функциональную и структурную схемы электропривода, а также рассчитанные статические и динамические характеристики.
1. Техническое задание………………………………………………………..…….3
2. Выбор типа исполнительного двигателя постоянного тока методом эквивалентных величин…………………………………………………………..…4
3. Определение параметров передаточных функций электродвигателя и силового преобразователя……………………………………………………….….6
4. Расчет регуляторов непрерывного прототипа позиционно-следящего электропривода…………………………………………………………………..….7
5. Нахождение дискретных передаточных функций: непрерывной части системы с учетом экстраполятора нулевого порядка, цифрового управляющего устройства и замкнутого электропривода в целом………………………………10
6. Построение частотных характеристик разомкнутой и замкнутой системы рассматриваемого электропривода, как с учетом, так и без учета процесса квантования по времени…………………………………………………………... 13
7. Построение графиков переходных процессов в электроприводе по отношению к управляющему и возмущающему воздействиям.
Построение производить для двух случаев: для непрерывного прототипа электропривода и с учетом квантования по времени в цифровой
части………………………………………………………………………………... 15
8. Расчет параметров корректирующего устройства по управляющему воздействию для компенсации динамических ошибок слежения………………17
10. Список использованной литературы……………………………….…………20
Второй регулятор предназначен для компенсации всех помех, охваченных обратной связью, а также для придания электроприводу требуемых динамических свойств за счет выбора соответствующей величины Tи.
Передаточная
функция аналогового прототипа
структурно-минимального электропривода
(СМЭП) по управляющему воздействию
где , .
Т.к.
двигатель описывается двойным
апериодическим звеном, то постоянную
времени пропорционально-
Коэффициент
передачи пропорционально-
М(Ти /9; 2* Ти /9),
где абсцисса точки , а ордината .
Из
ординаты точки М определяем постоянную
времени интегрального
с
Из абсциссы точки М определим требуемый коэффициент передачи внутреннего разомкнутого контура.
Отсюда
коэффициент передачи пропорционально-
5. Нахождение
дискретных передаточных
При
переходе к z-преобразованиям структурная
схема СМЭП с учетом дискретных передаточных
функций принимает вид, приведенный на
рис 5.
Дискретная передаточная функция первого регулятора, вычисляющего производную как первую обратную разность
где период дискретизации; .
Дискретная передаточная функция второго регулятора, вычисляющего интеграл как полную сумму
Дискретная передаточная функция непрерывной части системы с учетом экстраполятора нулевого порядка
Разлагая
выражение в фигурных скобках
на сумму элементарных дробей и переходя
по таблицам к
преобразованиям, получим
где
где
с период дискретизации.
Пропорционально-
Дискретная
передаточная функция СМЭП
где,
Дискретная
передаточная функция СМЭП примет вид:
6. Построение
частотных характеристик
рис.6. ЛАФЧХ аналогового замкнутого электропривода.
рис.7. ЛАФЧХ аналогового разомкнутого электропривода
рис.8. ЛАФЧХ цифро-аналогового замкнутого электропривода.
рис.9. ЛАФЧХ
цифро-аналогового разомкнутого электропривода.
7. Построение графиков переходных процессов в электроприводе по отношению к управляющему и возмущающему воздействиям.
Построение производить для двух случаев: для непрерывного прототипа электропривода и с учетом квантования по времени в цифровой части.
рис.10. ПП УВ аналоговой следящей СПЭП для непрерывного прототипа электропривода.
рис.11. ПП ВВ аналоговой следящей СПЭП для непрерывного прототипа электропривода.
рис.12. ПП УВ цифро-аналоговой следящей СПЭП с учетом квантования по времени в цифровой части.
рис.13. ПП ВВ цифро-аналоговой следящей СПЭП с учетом квантования по времени в цифровой части.
8. Расчет
параметров корректирующего
Найдем
выражение для корректирующего
устройства по управляющему воздействию,
обеспечивающего компенсацию скоростной
ошибки и ошибки по ускорению.
Рис 14.
С
учётом приведения к 100 % обратной связи
передаточная функция внешнего разомкнутого
контура передаточная функция корректирующего
устройства будет иметь вид:
Полученная
передаточная функция требует введения
в закон управления первой, второй
и третьей производной от входного
воздействия. Как правило ограничиваются
созданием производных не выше 2-го
порядка, т.к. многократное дифференцирование
сложно не точно и ведёт к сильному увеличению
уровня помех.
Поэтому
выберем передаточную функцию корректирующего
устройства, обеспечивающего инвариантность
с точностью до некоторой величины
ошибки:
Таким
образом, после ряда преобразований
структурная схема примет вид (Рис
15):
Рис 15.
На схеме .
рис.16. ЛАФЧХ аналогового замкнутого электропривода с коррекцией.
рис.17. ПП УВ аналогового следящего СМЭП для непрерывного прототипа электропривода с коррекцией.
рис.18. ПП ВВ аналогового следящего СМЭП для непрерывного прототипа электропривода с коррекцией.
Список
использованной литературы.
Информация о работе Расчет позиционно-следящего электропривода постоянного тока