Проектирование привода горизонтального канала наведения и стабилизации ОЭС

·                    индуктивность цепи статора

              (8.12)

Упрощенная схема матмодели двигателя постоянного тока может быть представлена структурной схемой:


Структурная схема двигателя.


Рисунок 8.3.

В результате проведенных выше расчетов получены следующие данные (см. таблицу 8.1.).

Результаты экспериментальных замеров параметров электродвигателя представлены в приложении 1.

Используя параметры математической модели двига­теля и теорию замкнутых сис­тем, изложенную в литературе [3,4,5], найдем передаточную функцию ЭДВ без нагрузки.

  ,         (8.13)

,    (8.14)

где WДВБН(р)- передаточная функция ЭДВ без нагрузки;

р = i×w , i=.

Построим для передаточной функции двигателя логарифми-ческие амплитудную и фазовую частотные характеристики (ЛАЧХ и ЛФЧХ), по методике изложенной в литературе [3].

LДВБН(w)= 20×lg(|WДВБН(р)|),               (8.15)

где LДВБН(w)- логарифмическая амплитудная частотная характе-ристика двигателя под нагрузкой.

jДВБН(w)= arg(WДВБН(р)),                  (8.16)

где jДВБН(w)- логарифмическая фазовая частотная характерис-тика двигателя под нагрузкой.

Таблица 8.1.

Параметры матмодели ЭДВ


Параметр

Значение

без нагрузки

с нагрузкой

1

Тм, мс

1,745

141,000

2

Jдв, кгм2

0,100

8,100

3

Wхх, рад/с

4,189

4

См, Вс

6,000

5

Се, Вс

13,608

6

Рэ, Вт

1140,000

7

Рном, Вт

251,327

8

Рмакс, Вт

251,327

9

Lc, Гн

0,014

10

Rc, Ом

1,425


Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики двигателя под нагрузкой представлены на рисунке 8.4.

Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики двигателя без нагрузки.

1 – Логарифмические амплитудная частотная характерис-тика LДВБН,  дВ;

2 - Логарифмические фазовая частотная характеристика jДВБН,  0.

Рисунок 8.4.

9. Формирование скоростного контура привода ГН


Проектирование замкнутого по скорости привода подразумевает выбор усилительных устройств, корректирующих и сглаживающих устройств, обеспечивающих наилучшие динамические характеристики (точность, диапазон регулиро­вания, неравномерность движения на малых скоростях).

Пользуясь теоретическими положениями, описанными в литературе [1,7], разработаем структурную и функциональную схемы скоростного контура привода горизонтального наведения и стабилизации ОЭС.

Функциональная схема скоростного контура следящего привода ГН представлена на рисунке 9.1.

Совокупность усилительных, корректирующих и сглажи­вающих устройств образуют систему управления приводом.

Функциональная

схема скоростного контура.


Рисунок 9.1.


Структурная схема скоростного контура следящего привода ГН представлена на рисунке 9.2.

Структурная
схема скоростного контура.


Рисунок 9.2.


е в пункте 8 найдем передаточную функцию ЭДВ, находящегося под нагрузкой.

           (9.1)

             (9.2)

где WДВ(р)- передаточная функция ЭДВ, находящегося под нагрузкой.

Построим для передаточной функции двигателя логарифми-ческие амплитудную и фазовую частотные характеристики (ЛАЧХ и ЛФЧХ), по методике изложенной в литературе [3].

LДВ(w)= 20×lg(|WДВ(р)|),           (9.3)

где LДВ(w)- логарифмическая амплитудная частотная характеристика двигателя под нагрузкой.

jДВ(w)= arg(WДВ(р)),               (9.4)

где jДВ(w)- логарифмическая фазовая частотная характеристика двигателя под нагрузкой.

Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики двигателя под нагрузкой представлены на рисунке 9.3.

Двигатель приводит в движение нагрузку с помощью вала, нижняя частота собственных колебаний которого fk = 100 Гц (оговорено в ТЗ). Передаточная функция вала представляет собой колебательное звено:

,            (9.5)

где ,-постоянная времени колебательного звена,  ТК = 1,592 мс;

xК – показатель колебательности, xК = 0,1..0,15, примем

xК = 0,125

Система «двигатель-вал-нагрузка» имеет передаточную функцию:

WДВК(р)= WДВ(р)× WК(р)                   (9.6)

Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка»:

LДВК(w)= 20×lg(|WДВК(р)|)                   (9.7)

где LДВК(w)- ЛАЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка».

jДВК(w)= arg(WДВК(р))             (9.8)

где jДВК(w)- ЛФЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка».

ЛАЧХ и ЛФЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка» представлены на рисунке 9.4.

Чтобы обеспечить запас по фазе системы в пределах   300¸ 600 и максимально-возможную частоту среза wСР, скорректируем систему «двигатель-вал-нагрузка». Выберем частоту среза wСР= 80 c-1 (fCP= wСР/2×p, fCP= 12,732 Гц).

Запас по фазе, в данном случае, равен:

Dj = 1800+ jДВК(wСР)= 52,7120.

Чтобы скорректировать систему «двигатель-вал-нагрузка» поднимем её ЛАЧХ на величину LДВК(wСР), т.е. помножим WДВК(р) на коэффициент:

               (9.9)

КСР = 185,922

Таким образом, передаточная функция скорректированной системы «двигатель-вал-нагрузка», будет выглядеть следующим образом:

WДВККОР(р)= КСР×WДВ(р)× WК(р)                 (9.10)

Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной системы «двигатель-вал-нагрузка» по следующим формулам (соответственно):

LДВККОР(w)= 20×lg(|WДВККОР(р)|)         (9.11)

jДВККОР(w)= arg(WДВККОР(р))             (9.12)

ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной системы «двигатель-вал-нагрузка» представлены на рисунке 9.5.

Определим коэффициент разомкнутой системы следующим образом:

               (9.13)

КР = 13,547

Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики двигателя под нагрузкой.

 


1 – Логарифмические амплитудная частотная характерис-тика двигателя под нагрузкой LДВ,  дВ;

2 - Логарифмические фазовая частотная характеристика двигателя под нагрузкой jДВ,  0.

Рисунок 9.3.

ЛАЧХ и ЛФЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка».

1 – ЛАЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка» LДВК,  дВ;

2 - ЛФЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка» jДВК,  0.

Рисунок 9.4.

ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной системы «двигатель-вал-нагрузка»


1 – ЛАЧХ скорректированной системы «двигатель-вал-нагрузка» LДВККОР,  дВ;

2 - ЛФЧХ скорректированной системы «двигатель-вал-нагрузка» jДВККОР,  0.

Рисунок 9.5.

10. Определение параметров корректирующих устройств скоростного привода


Полученный коэффициент разомкнутой системы мал, и в дальнейшем система не будет удовлетворять статическим и динамическим требованиям. Чтобы увеличить коэффициент разомкнутой системы добавим в систему корректирующее устройство – фильтр. Вид передаточной функции фильтра и её параметров выберем исходя из тех же требований: обеспечение запаса по фазе разомкнутой системы в пределах 300¸600 и максимально-возможной частоты среза wСР.

Следуя вышеописанному выбираем фильтр со следующей передаточной функцией:

,               (10.1)

со следующими параметрами:

Т1= 0,3 с, Т2= 0,2 с, Т3= 1 с.

Таким образом, вид передаточной функции разомкнутой системы «фильтр-двигатель-вал-нагрузка» примет следующий вид:

WДВКФ(р)= КСР×WДВ(p)×WK(p)×WФ(р)          (10.2)

Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ системы «фильтр-двигатель-вал-нагрузка» по следующим формулам (соответственно):

LДВКФ(w)= 20×lg(|WДВКФ(р)|)               (10.3)

jДВКФ(w)= arg(WДВКФ(р))                   (10.4)

ЛАЧХ и ЛФЧХ системы «фильтр-двигатель-вал-нагрузка» представлены на рисунке 10.1.

Так как частота среза уменьшилась, то необходимо её увеличить до прежнего уровня (wСР=70 с-1), т.е. домножить передаточную функцию разомкнутой системы на коэффициент , КФ = 16,622.

Теперь запас устойчивости системы на частоте среза равен:

DjСК = 1800 + jДВКФ(wСР)= 48,1220 (см. рисунок 10.1), что

вполне допустимо.

Окончательный вид передаточной функции разомкнутого скоростного контура привода ГН имеет следующий вид:

WРАЗСК(р)= КСР×КФ×WДВ(p)×WK(p)×WФ(р)    (10.5)

Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутого скоростного контура привода ГН по следующим формулам (соответственно):

LРАЗСК(w)= 20×lg(|WРАЗСК(р)|)             (10.6)

jРАЗСК(w)= arg(WРАЗСК(р))                 (10.7)

ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутого скоростного контура привода ГН представлены на рисунке 10.2.

ЛАЧХ и ЛФЧХ системы «фильтр-двигатель-вал-нагрузка».

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12



Реклама
В соцсетях
рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать