Характеристики системы автоматического управления

Исходные данные

Назначение

Система автоматического управления (далее по тексту САУ, или «система») предназначена для линейного перемещения горизонтального стола применительно к станкам фрезерной или координатно-расточной групп.

Состав САУ

Блок-схема системы автоматического управления приведена на рис. 1, а комбинированная схема силовой части - на рис. 2. САУ построена как система подчиненного регулирования, выполненная по контурам напряжения (тока), скорости, положения. В контуре напряжения (тока) имеется нелинейный элемент (на схеме не показан).

На рисунках приняты следующие обозначения:

- управляющее воздействие;

- управляемая (регулируемая) координата;

- ошибка системы;

- сигнал задания по управляющему воздействию;

- сигнал главной обратной связи по регулируемой координате;

- сигнал по ошибке;

ЧЭ - чувствительный элемент;

РП - регулятор положения;

У, КЗ - усилитель и корректирующее звено в контуре положения;

РС - регулятор скорости;

РН - регулятор напряжения (тока);

ТП - транзисторный (тиристорный) преобразователь;

М - исполнительный двигатель;

Р1 - механический редуктор силовой;

МП - механическая передача (шариковинтовая передача (ШВП));

Н - нагрузка (стол с деталью);

ДН, У - датчик напряжения, усилитель;

ТГ - тахогенератор;

Р2 - механический редуктор, приборный;

ДОС - датчик обратной связи;

ВТ - вращающийся трансформатор;

ПФН - преобразователь фаза-напряжение;

U₁, U₂ ,U₃ , U_Я - промежуточные координаты (управляющие напряжения соответственно РС, РН, ТП, ИД);

j_Д, j₁, j₂ - промежуточные координаты (угол поворота соответственно ИД, ШВП, ВТ);

, - выходное напряжение, соответственно, ТГ и ВТ.

Рис.1 Блок-схема системы автоматического управления.

Рис.2 Комбинированная схема силовой части САУ

I. Анализ исходных данных

При проектировании всех технических устройств и систем исходным документом является техническое задание (ТЗ). Аналогом ТЗ при выполнении настоящей работы являются исходные данные, приведенные выше. В пояснительной записке необходимо привести все данные согласно пунктам раздела «Исходные данные». Взятые из таблиц сведения даются в следующей форме: название параметра (характеристики), условное обозначение, единицы измерения, числовое значение.

Характеристики системы автоматического управления

1.1. Характеристики исполнительного двигателя:

- мощность двигателя Р, кВт 1.0

- частота вращения n, об/мин 1500

- напряжение на якоре U_я, В 110

- ток якоря I_я, А 9,1

- активное сопротивление якорной цепи

двигателя R_я, Ом 1,2

- индуктивность якоря цепи L_я, мГн 1,87

- момент инерции собственных вращающихся

частей двигателя J_я, кгм² 0,75 *10^-3

1.2. Тип и параметр преобразователя:

- тип управляемый выпрямитель

- частота питания преобразователя F, Гц 400

- напряжение управления U_у, В 15

- число фаз n 1

- активное сопротивление тиристорного преобразователя R_тп, Ом 0,48

- индуктивность тиристорного преобразователя L_тп, мГн 2,4

1.3. Вид и параметры регуляторов контуров:

- регулятор положения пропорциональный; К₂=5

- регулятор скорости пропорциональный; К₄=3

- регулятор напряжения пропорционально-интегральный;

0,03+1/p

1.4. Параметры схемы:

- максимальное перемещение X_max, мм 250

- шаг винта ШВП , мм 6

- цена оборота ДОС , мм 1

- цена импульса , мм 0,001

1.5. Параметры управляющего воздействия, динамические характеристики САУ:

- максимальная скорость V_макс, м/мин 15

- кинетическая ошибка _к, мм 2

- перерегулирование , % 35

- время переходного процесса t_пп, с 0,075

- число перерегулирования n 3

Параметры нелинейных элементов

а₁ = 0,1

а₂ = 0,7

В = 0,6