Смекни!
smekni.com

Проектирование цифровой следящей системы (стр. 2 из 6)

Функциональная схема цифровой следящей системы приведена на рис.1.

Рис.1. Функциональная схема цифровой следящей системы

3.2. Выбор исполнительного двигателя

Выбор двигателя начинают с расчета требуемой мощности, которая должна быть достаточной для обеспечения заданных скорости и ускорения объекта управления при заданной нагрузке.

Требуемая мощность, Вт:

где hр - КПД редуктора, hр = 0,72 .

По каталогу (прил.2) выбираем ближайший двигатель большей мощности Рн > Ртр и выписываем его паспортные данные:

Рн - номинальная мощность (Вт);

nн - номинальная скорость вращения (об/мин);

Uн - номинальное напряжение (В);

Iн - номинальный ток якоря (А);

Rд- сопротивление цепи обмотки якоря (Ом);

Jд - момент инерции якоря (кг.м2);

hд- КПД двигателя.

Затем последовательно определяем следующие величины:

номинальная угловая скорость двигателя wн -1) -

wн = pnн/30 ;

номинальный момент двигателя Мн (Н.м) -

Мн = 9,55Рн/nн ;

оптимальное передаточное число редуктора iр -

Jр = 1.10-4 кг.м2 - момент инерции редуктора.

35 PRINT "R(P)=K*(T1(1)*P+1)*(T1(2)*P+1)*...*(T1(N)*P+1)"

36 PRINT "Q(P)=(T2(1)*P+1)*(T2(2)*P+1)*...*(T2(N)*P+1)"

60 PRINT "Искомая дискретная передаточная функция имеет вид:"

70 PRINT "K(Z)=S(Z)/G(Z), где"

80 PRINT "S(Z)=S(0)+S(1)*Z+S(2)*Z^2+...+S(N)*Z^N"


90 PRINT G(Z)=G(0)+G(1)*Z+G(2)*Z^2+...+G(N)*Z^N+G(N+1)*
*Z^(N+1)"

100 DIM A(5), B(5), B1(5), S(5), S1(5), G(6), T1(5), T2(5)

102 FOR I = 0 TO 5

104 A(I) = 0: B(I) = 0: S(I) = 0: G(I) = 0

106 NEXT I

108 R = 1

110 PRINT "Введите порядок полинома Q(P) -N, N<=5"

120 PRINT "N="

130 INPUT N

131 PRINT "Задайте величину коэффициента F"

132 PRINT "F="

133 INPUT F

134 IF F = 1 GOTO 140

135 IF F = 2 GOTO 2060

136 GOTO 131

140 PRINT "Введите коэффициенты числителя В(0)...В(N)"

150 FOR I = 0 TO N

160 PRINT "B("; I; ")="

170 INPUT B(I)

180 NEXT I

190 PRINT "Введите коэффициенты знаменателя A(0)...A(N)"

200 FOR I = 0 TO N

210 PRINT "A("; I; ")="

220 INPUT A(I)

230 NEXT I

240 PRINT "Введите период квантования по времени Т"

250 PRINT "T="

260 INPUT T

270 V0 = B(0) * T ^ N: V1 = 2 * B(1) * T ^ (N - 1)

Приложение 3 Технические данные ЭМУ

Тип ЭМУ

Мощ-
ность
ЭМУ

Мощн.

управ-
ления

Напря-
жение

Ток

якоря

Сопрот.

обмот-
ки
управл.

Постоянные
времени

Ту Ткз

кВт

Вт

В

А

Ом

с

с

ЭМУ-3А3

0,2

0,4

115

1,75

1000

0,005

0,018

ЭМУ-5А3

0,5

0,4

115

4,35

1000

0,01

0,033

ЭМУ-12А3

1,0

0,4

115

8,7

2200

0,015

0,06

ЭМУ-25А3

2,0

0,4

230

9,1

1500

0,02

0,1

ЭМУ-50А3

4,0

0,5

230

17,4

2200

0,03

0,17

ЭМУ-70А3

6,0

0,5

230

26

1500

0,04

0,22

ЭМУ-100А3

8,5

0,5

230

37

1000

0,06

0,28

Приложение 4

Программа расчета коэффициентов дискретной передаточной функции по коэффициентам непрерывной передаточной функции

10 REM Определение дискретной передаточной функции по непрерывной

11 REM Используется билинейное преобразование

12 REM P=2*(Z-1)/(T*(Z+1))

20 PRINT "Исходная передаточная функция должна быть представлена в виде"

30 PRINT "K(P)=R(P)/Q(P), возможны две формы представления"

31 PRINT "Форма 1 - F=1:"

32 PRINT "R(P)=B(0)+B(1)*P+B(2)*P^2+...+B(N)*P^N"

33 PRINT "Q(P)=A(0)+A(1)*P+A(2)*P^2+...+A(N)*P^N"

34 PRINT "Форма 2 - F=2:"

Определяем требуемый момент на валу двигателя:

Выбранный двигатель нужно проверить, удовлетворяет ли он по моменту и скорости в соответствии со следующими условиями:

Мтрн £ l ; wo max iр / wн £ a ;

где l - коэффициент допустимой перегрузки двигателя по моменту (для двигателя постоянного тока l = 10 ); a - коэффициент допустимого кратковременного увеличения скорости двигателя сверх номинальной, обычно a = 1,2 - 1,5.

Пример. Выбрать исполнительный двигатель следящей системы, если согласно техническому заданию: Jо= 100 кг.м2;
Мос= 120 Нм; wоmax= 0,7 с-1; eomax= 0,44 с-2 ; hр = 0,72.

Требуемая мощность двигателя

Ртр = 2(120 + 100. 0,44). 0,7 /0,72 = 319 Вт .

Выбираем двигатель типа МИ-22 (прил.2) со следующими параметрами: Рн = 370 Вт; Uн = 110 В; nн = 3000 об/мин;
Jд = 0,004 кг.м2.

Зададимся моментом инерции редуктора, приведенного к валу двигателя Jр=1.10-4 кг.м2, найдем передаточное число редуктора

Требуемый момент

Номинальный момент выбранного двигателя равен:

Проведем проверку двигателя:
по моменту - 1,28/1,18< 10 ;

по скорости - 0,7.355/314 = 0,79 < 1,5 .

В результате проверок двигателя по моменту и скорости видно, что он не перегружен. Следовательно, двигатель МИ-22 выбран правильно.

3.3. Выбор усилителя мощности

В качестве усилителя мощности используем ЭМУ с поперечным полем. При выборе усилителя необходимо соблюдать следующие условия.

1. Номинальная мощность усилителя должна удовлетворять неравенству

Рун ³ Рн / hд ,

где hд - КПД двигателя.

2. Номинальное напряжение усилителя должно быть не меньше номинального напряжения исполнительного двигателя.

3. Номинальный ток усилителя должен быть не меньше, чем номинальный ток двигателя.

Учитывая указанные условия выбираем тип ЭМУ (см. прил. 3).


1

2

3

4

5

6

7

8

МИ-32

0,76

2500

110

8,2

0,368

80

0,0132

0,45

1500

110

5,0

0,975

75

0,0132

0,37

1000

110

4,2

2,21

73

0,0132

0,76

2500

220

4,1

1,36

80

0,0132

0,37

1000

220

2,1

8,37

73

0,0132

МИ-41

1,6

2500

110

19,5

0,249

73

0,035

1,1

1500

110

13,0

0,67

74

0,035

0,76

1000

110

9,0

1,3

72

0,035

1,6

2500

220

9,5

0,93

73

0,035

1,1

1500

220

6,4

2,63

75

0,035

0,76

1000

220

4,5

5,32

72

0,035

МИ-42

3,2

2500

110

36,3

0,1

78

0,065

1,6

1500

110

18,2

0,32

78

0,065

1,1

1000

110

12,6

0,75

75

0,065

3,2

2500

220

18,0

0,376

79

0,065

1,6

1500

220

9,1

1,28

78

0,065

1,1

1600

220

6,3

2,95

75

0,065

Ми-51

5,5

2500

220

27,2

0,164

82

0,125

3,2

1500

220

17,1

0,46

82

0,125

1,6

1000

220

8,7

1,1

79

0,125

МИ-52

7,0

2500

220

37,0

0,088

84

0,15

4,5

1500

220

23,3

0,26

85

0,15

2,5

1000

220

13,1

0,569

82

0,15

Приложение 2