Цель курсового проекта
Целью курсового 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 цифровой части;
2) представить функциональную и структурную схемы электропривода, а также рассчитанные статические и динамические характеристики.
Рис. 1
Исходные данные для расчета
Исходными данными для расчета являются: диаграмма (рис. 2) изменения во времени статической силы нагрузки; масса перемещаемого узла; шаг и к. п. д. передачи «винт - гайка»; передаточное отношение и к. п. д. редуктора; момент инерции винта; максимальная скорость перемещения подвижного узла; постоянная времени силового преобразователя; коэффициент передачи датчика положения (таблица 1).
Рис. 2
Содержание курсовой работы
1. В соответствии с заданной нагрузочной диаграммой и скоростью VMAX перемещения подвижного узла методом эквивалентных величин выбрать тип исполнительного двигателя постоянного тока. При этом следует ориентироваться на электродвигатели серий ДПУ, ДК, ПБВ, 2ПБВ [1, 2] и считать, что двигатель работает в длительном режиме. Выбранный двигатель проверить на перегрузочную способность, полагая, что максимальное ускорение на валу двигателя составляет 500 с-2.
2. Определить параметры передаточных функций электродвигателя и силового преобразователя. При этом считать, что максимальное входное напряжение (для нечетных вариантов) на входе системы импульсно-фазового управления силового преобразователя равно 10 В, а максимальное выходное напряжение силового преобразователя (тиристорного) равно сумме номинального напряжения электродвигателя и максимального падения напряжения на якорной цепи. Для четных вариантов в качестве силового преобразователя принять 14-разрядный (без учета знака) цифровой транзисторный широтно-импульсный преобразователь с максимальным выходным напряжением, определяемым аналогично, как и для тиристорного преобразователя. Влияние силового преобразователя на передаточную функцию электродвигателя учесть увеличением на 40% активного сопротивления якорной цепи и 20% увеличением индуктивности.
3. Произвести расчет регуляторов непрерывного прототипа позиционно-следящего электропривода. При этом для нечетных вариантов принять, что для сопряжения цифровой части с аналоговой служит 14-разрядный цифро-аналоговый преобразователь.
4. Найти дискретные передаточные функции: непрерывной части системы с учетом экстраполятора нулевого порядка, цифрового управляющего устройства и замкнутого электропривода в целом.
5. Построить частотные характеристики разомкнутой и замкнутой системы рассматриваемого электропривода, как с учетом, так и без учета процесса квантования по времени, оценить полосу частот пропускания контура положения.
6. Построить графики переходных процессов в электроприводе по отношению к управляющему и возмущающему воздействиям. Под последним понимается изменение момента нагрузки на электропривод. Построение производить для двух случаев: для непрерывного прототипа электропривода и с учетом квантования по времени в цифровой части. Оценить влияние процесса квантования по времени на показатели качества регулирования.
7. Рассчитать параметры корректирующего устройства по управляющему воздействию для компенсации динамических ошибок слежения.
Таблица 1
№ вар. | F1, кН | F2, кН | F3, кН | t1, мин. | t2, мин. | t3, мин. | m, кг |
1 | 5 | 20 | 10 | 10 | 15 | 20 | 500 |
2 | 7 | 25 | 10 | 15 | 20 | 25 | 400 |
3 | 2 | 5.5 | 3 | 15 | 10 | 10 | 300 |
4 | 5 | 12 | 8 | 20 | 20 | 10 | 400 |
5 | 0.5 | 2.3 | 1.5 | 10 | 25 | 20 | 500 |
6 | 2.5 | 6.5 | 3.5 | 15 | 15 | 30 | 400 |
7 | 5 | 20 | 15 | 5 | 25 | 15 | 600 |
8 | 10 | 17 | 13 | 30 | 25 | 35 | 300 |
9 | 3 | 10 | 7 | 10 | 20 | 15 | 300 |
10 | 10 | 50 | 20 | 20 | 30 | 20 | 400 |
11 | 5 | 22.5 | 18 | 10 | 30 | 10 | 400 |
12 | 7 | 21 | 16 | 10 | 15 | 20 | 500 |
13 | 17 | 30 | 27 | 15 | 25 | 10 | 600 |
14 | 20 | 95 | 85 | 10 | 30 | 15 | 600 |
15 | 10 | 40 | 26 | 20 | 15 | 30 | 400 |
16 | 60 | 135 | 120 | 10 | 20 | 10 | 400 |
17 | 15 | 50 | 40 | 5 | 15 | 20 | 300 |
18 | 10 | 38 | 25 | 20 | 30 | 10 | 400 |
19 | 40 | 180 | 130 | 15 | 15 | 25 | 500 |
20 | 30 | 110 | 70 | 20 | 10 | 20 | 600 |
21 | 5 | 20 | 10 | 10 | 15 | 20 | 400 |
22 | 7 | 25 | 10 | 15 | 20 | 25 | 300 |
23 | 2 | 5.5 | 3 | 15 | 10 | 10 | 400 |
24 | 5 | 12 | 8 | 20 | 20 | 10 | 500 |
25 | 0.5 | 2.3 | 1.5 | 10 | 25 | 20 | 400 |
26 | 2.5 | 6.5 | 3.5 | 15 | 15 | 30 | 600 |
27 | 5 | 20 | 15 | 5 | 25 | 15 | 300 |
28 | 10 | 17 | 13 | 30 | 25 | 35 | 300 |
29 | 3 | 10 | 7 | 10 | 20 | 15 | 400 |
30 | 10 | 50 | 20 | 20 | 30 | 20 | 400 |
31 | 5 | 22.5 | 18 | 10 | 30 | 10 | 500 |
32 | 7 | 21 | 16 | 10 | 15 | 20 | 600 |
33 | 17 | 30 | 27 | 15 | 25 | 10 | 600 |
34 | 20 | 95 | 85 | 10 | 30 | 15 | 400 |
35 | 10 | 40 | 26 | 20 | 15 | 30 | 400 |
36 | 60 | 135 | 120 | 10 | 20 | 10 | 300 |
37 | 15 | 50 | 40 | 5 | 15 | 20 | 400 |
38 | 10 | 38 | 25 | 20 | 30 | 10 | 500 |
39 | 40 | 180 | 130 | 15 | 15 | 25 | 600 |
40 | 30 | 110 | 70 | 20 | 10 | 20 | 500 |
Таблица 1
h, мм/об | h1 | i | h2 | JВ, кгм2 | VMAX, м/мин | Tсп, с | kдп |
5 | 0.94 | 2 | 0.89 | 0.02 | 6 | 1.6 | 1 |
10 | 0.95 | 3 | 0.9 | 0.01 | 6 | 0 | 1 |
20 | 0.96 | 4 | 0.91 | 0.005 | 15 | 5 | 1 |
5 | 0.97 | 5 | 0.92 | 0.015 | 3 | 0 | 1 |
10 | 0.94 | 6 | 0.93 | 0.02 | 5 | 3.3 | 1 |
20 | 0.95 | 8 | 0.89 | 0.015 | 2.5 | 0 | 1 |
5 | 0.96 | 10 | 0.9 | 0.02 | 0.5 | 1.6 | 1 |
10 | 0.97 | 8 | 0.91 | 0.01 | 1.25 | 0 | 1 |
20 | 0.94 | 6 | 0.92 | 0.03 | 3.3 | 5 | 1 |
5 | 0.95 | 5 | 0.93 | 0.025 | 1 | 0 | 1 |
10 | 0.96 | 4 | 0.89 | 0.02 | 2.5 | 3.3 | 1 |
20 | 0.97 | 3 | 0.9 | 0.005 | 13.3 | 0 | 1 |
5 | 0.94 | 2 | 0.91 | 0.01 | 5 | 1.6 | 1 |
10 | 0.95 | 10 | 0.92 | 0.02 | 2 | 0 | 1 |
20 | 0.96 | 8 | 0.93 | 0.03 | 1.8 | 5 | 1 |
5 | 0.97 | 6 | 0.89 | 0.025 | 0.4 | 0 | 1 |
10 | 0.94 | 5 | 0.9 | 0.02 | 1.2 | 3.3 | 1 |
20 | 0.95 | 4 | 0.91 | 0.015 | 3 | 0 | 1 |
5 | 0.96 | 3 | 0.92 | 0.01 | 1 | 1.6 | 1 |
10 | 0.97 | 2 | 0.93 | 0.005 | 2.5 | 0 | 1 |
10 | 0.94 | 2 | 0.89 | 0.02 | 5 | 5 | 1 |
20 | 0.95 | 3 | 0.9 | 0.01 | 6 | 0 | 1 |
10 | 0.96 | 3 | 0.91 | 0.005 | 10 | 3.3 | 1 |
10 | 0.97 | 5 | 0.92 | 0.015 | 3 | 0 | 1 |
20 | 0.94 | 6 | 0.93 | 0.02 | 5 | 1.6 | 1 |
5 | 0.95 | 4 | 0.89 | 0.015 | 2.5 | 0 | 1 |
10 | 0.96 | 10 | 0.9 | 0.02 | 0.5 | 5 | 1 |
20 | 0.97 | 8 | 0.91 | 0.01 | 2.5 | 0 | 1 |
5 | 0.94 | 5 | 0.92 | 0.03 | 3 | 3.3 | 1 |
10 | 0.95 | 5 | 0.93 | 0.025 | 2 | 0 | 1 |
10 | 0.96 | 2 | 0.89 | 0.02 | 5 | 1.6 | 1 |
10 | 0.97 | 1 | 0.9 | 0.005 | 10 | 0 | 1 |
10 | 0.94 | 2 | 0.91 | 0.01 | 5 | 5 | 1 |
20 | 0.95 | 10 | 0.92 | 0.02 | 2 | 0 | 1 |
5 | 0.96 | 5 | 0.93 | 0.03 | 2 | 3.3 | 1 |
10 | 0.97 | 5 | 0.89 | 0.025 | 1 | 0 | 1 |
20 | 0.94 | 10 | 0.9 | 0.02 | 1.2 | 1.6 | 1 |
5 | 0.95 | 3 | 0.91 | 0.015 | 3 | 0 | 1 |
10 | 0.96 | 5 | 0.92 | 0.01 | 1 | 1.6 | 1 |
10 | 0.97 | 5 | 0.93 | 0.005 | 3 | 0 | 1 |
8. Построить графики переходных процессов с учетом этого корректирующего устройства.
Требования к оформлению
На защиту курсовой работы представляется пояснительная записка, содержащая необходимые расчеты и рисунки, а также 2 листа графического материала. На листы выносятся: кинематическая схема, нагрузочная диаграмма, функциональная схема электропривода, упрощенная электрическая схема силовой части, структурные схемы непрерывного прототипа электропривода и его цифровой реализации, частотные характеристики и графики переходных процессов.
Электродвигателя
Для выбора типа электродвигателя приведем силы, действующие на исполнительный механизм к валу электродвигателя, по формуле:
[Нм], (1)
где [м/рад].
Для рассматриваемой нагрузочной диаграммы по формуле (1) необходимо рассчитать три значения момента , и , соответствующих каждому участку.
Выбор электродвигателя рекомендуется производить методом эквивалентного момента, который для рассматриваемого случая рассчитывается по формуле:
[Нм],
где , и – время действия соответствующей величины момента (силы).
Для выбора электродвигателя кроме величины эквивалентного момента необходимо знать требуемую максимальную величину скорости вала двигателя. Для рассматриваемой кинематической схемы исполнительного механизма максимальная круговая частота вращения вала двигателя рассчитывается по формуле
[рад/с].
Соответствующая ей скорость вращения вала в оборотах в минуту
[об/мин].
Выбор электродвигателя производят по рассчитанным значениям и , причем номинальный момент двигателя должен быть больше эквивалентного
,
и номинальная скорость двигателя также должна быть не меньше :
.
Необходимый двигатель серий ДПУ, ДК, ПБВ, 2ПБВ можно выбрать по справочным данным, приведенным в [1, 2].
Для дальнейших расчетов необходима следующая информация о двигателе:
[Нм] – номинальный момент;
[Нм] – максимальный момент;
[А] – номинальный ток;
[об/мин] – номинальная скорость;
[В] – номинальное напряжение;
[кгм2] – момент инерции ротора;
[с] – электромагнитная постоянная времени якоря;
[с] – электромеханическая постоянная времени двигателя;
[Ом] – активное сопротивление цепи якоря;
[Гн] – индуктивность цепи якоря.
Выбранный электродвигатель необходимо проверить на перегрузочную способность. При этом должно выполняться соотношение:
,
где [кгм2] – приведенный к валу двигателя момент инерции; [рад/с2] – максимальное заданное угловое ускорение вала двигателя.
По управляющему воздействию
Характеристик
Частотные характеристики разомкнутой и замкнутой системы рассматриваемых электроприводов, а также графики переходных процессов рекомендуется строить с помощью программного обеспечения «Matlab Simulink». Использование возможностей инструментов «Linear analysis» позволяет автоматически определить полосу частот пропускания контура положения, частоту среза и время переходного процесса.
Пример расчета следящего электропривода,
Исходные данные для расчета
Исходными данными для расчета являются: диаграмма (рис. 2) изменения во времени статической силы FС нагрузки; масса m перемещаемого узла; шаг h и к. п. д. h1 передачи «винт - гайка»; передаточное отношение i и к. п. д. h2 редуктора; момент инерции JВ винта; максимальная VMAX скорость перемещения подвижного узла; постоянная времени Tсп силового преобразователя; коэффициент kдп передачи датчика положения.
№ вар. | F1, кН | F2, кН | F3, кН | t1, мин. | t2, мин. | t3, мин. | m, кг |
13 | 17 | 30 | 27 | 15 | 25 | 10 | 600 |
h, мм/об | h1 | i | h2 | JВ, кгм2 | VMAX, м/мин | Tсп, с | kдп |
5 | 0.94 | 2 | 0.91 | 0.01 | 5 | 1.6 | 1 |
Электродвигателя
Для выбора типа электродвигателя приведем силы, действующие на исполнительный механизм к валу электродвигателя, по формуле:
, где м/рад;
Нм;
Нм;
Нм;
Скорость на валу электродвигателя, соответствующая максимальной скорости движения исполнительного механизма:
рад/с.
об/мин.
Выбор электродвигателя будем производить методом эквивалентного момента.
Нм
По эквивалентному моменту и максимальной скорости выбираем двигатель типа 2ПБВ100М со следующими техническими характеристиками:
Мн=15 Нм;
Мmax=130 Нм;
Iн=28 А;
nн=1000 об/мин;
nmax=2000 об/мин;
Uн=62 В;
Jн=0,034 кгм2;
Тя=0,00675 с;
Тм=0,0168 с;
Lя=0,00073 Гн.
Проверим двигатель на перегрузочную способность. При этом должно выполняться соотношение:
,
где кгм2.
130 ³ 14,47+0,046·1000
130 Нм ³ 60,47Нм
Вывод: Выбранный двигатель подходит для решения поставленной технической задачи.
И силового преобразователя
Передаточная функция двигателя по управляющему воздействию:
,
где ;
;
Нм/А;
Вс/рад.
Значит рад/Вс,
Передаточная функция исполнительного механизма:
мкм/рад.
Передаточная функция тиристорного силового преобразователя представляет собой апериодическое звено
,
где - коэффициент передачи, а - постоянная времени силового преобразователя.
Значит передаточная функция транзисторного силового преобразователя:
Параметров регуляторов
Структурная схема следящего электропривода, построенного по принципу СПР, приведена на рис. 3.
Здесь - сигнал задания на входе следящего электропривода, – выходная координата исполнительного механизма.
Исполнительный механизм, подключённый к валу электродвигателя, представлен передаточной функцией:
.
Силовой преобразователь представлен передаточной функцией
,
Электродвигатель постоянного тока изображен в виде комбинаций трёх динамических звеньев:
1) передаточной функции якорной цепи, связывающей ток якоря электродвигателя с напряжением на якоре.
,
где - сопротивление, - постоянная времени, - индуктивность якорной цепи;
2) передаточной функцией электромеханического звена, связывающей скорость ω вращения вала электродвигателя с его динамическим током I
,
где - электромеханическая постоянная времени,
3) пропорционального звена с коэффициентом передачи , связывающего э.д.с. Е с угловой скоростью ω вала двигателя.
Датчик обратной связи по скорости представлен безинерционным звеном с коэффициентом передачи .
В данной системе контур тока настроен на технический оптимум, контур скорости – на симметричный оптимум, а для снижения перерегулирования в контуре скорости не его входе поставлен апериодический фильтр.
Передаточная функция регулятора тока
,
где - коэффициент передачи обратной связи по току.
В/А.
,
Передаточная функция регулятора скорости
,
где Вс/рад.
.
Передаточная функция апериодического фильтра
;
.
Как правило, в прецизионных следящих электроприводах контур положения реализуется на микропроцессорных контроллерах или устройствах ЧПУ, датчик положения с коэффициентом передачи имеет цифровой выходной сигнал, а для связи цифровой части с аналоговым комплектным электроприводом используется цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП) с коэффициентом передачи .
Контур положения настроен на технический оптимум. Передаточная функция регулятора положения, обеспечивающего технический оптимум в контуре.
;
.
Таким образом, для настройки контура положения на технический оптимум необходим пропорциональный регулятор.
Исходные данные для расчета
Исходными данными для расчета являются: диаграмма (рис. 2) изменения во времени статической силы FС нагрузки; масса m перемещаемого узла; шаг h и к. п. д. h1 передачи «винт - гайка»; передаточное отношение i и к. п. д. h2 редуктора; момент инерции JВ винта; максимальная VMAX скорость перемещения подвижного узла; постоянная времени Tсп силового преобразователя; коэффициент kдп передачи датчика положения.
№ вар. | F1, кН | F2, кН | F3, кН | t1, мин. | t2, мин. | t3, мин. | m, кг |
20 | 30 | 110 | 70 | 20 | 10 | 20 | 600 |
h, мм/об | h1 | i | h2 | JВ, кгм2 | VMAX, м/мин | Tсп, с | kдп |
10 | 0.97 | 2 | 0.93 | 0.005 | 2.5 | 0 | 1 |
Электродвигателя
Для выбора типа электродвигателя приведем силы, действующие на исполнительный механизм к валу электродвигателя, по формуле:
, где м/рад
Нм
Нм
Нм
Скорость на валу электродвигателя, соответствующая максимальной скорости движения исполнительного механизма:
рад/с.
об/мин.
Выбор электродвигателя будем производить методом эквивалентного момента.
Нм
По эквивалентному моменту и максимальной скорости выбираем двигатель типа ПБВ160М со следующими техническими характеристиками:
Мн=76,4Нм
Мmax=490Нм
Iн=78,5А
nн=500об/мин
Pн=4кВт
nmax=1000об/мин
Uн=66В
Jн=0,242кг*м2
Тя=0,0106с
Тм=0,0085с
Проверим двигатель на перегрузочную способность. При этом должно выполняться соотношение:
.
490³97,55+0,242*500
490Нм³218,55Нм
Следовательно, двигатель по перегрузочной способности проходит.
И силового преобразователя
Параметров регуляторов
Структурная схема следящего структурно-минимального электропривода приведена на рис. 4.
Поскольку двигатель описывается двойным апериодическим звеном, то постоянную времени пропорционально-дифференциального регулятора выбираем равной
с.
Коэффициент передачи пропорционально-диффернциального регулятора и постоянную времени интегрального регулятора определим из областей показателей качества регулирования СМЭПа. При этом будем считать, что изображающая точка, характеризующая качество регулирования, должна находиться в области монотонности для обеспечения одностороннего подхода к заданной координате. Выберем координаты изображающей точки следующим образом:
М(0,1Ти; 0,2Ти),
где абсцисса точки , а ордината .
Из ординаты точки М определяем постоянную времени интегрального регулятора.
с
Из абсциссы точки М определим требуемый коэффициент передачи внутреннего разомкнутого контура.
Отсюда коэффициент передачи пропорционально-дифференциального регулятора
В целом
Структурная схема цифрового следящего СМЭП с учетом процесса квантования сигналов по времени приведена на рис. 6. Функцию экстраполятора нулевого порядка в структурно-минимальном электроприводе выполняет цифровой силовой преобразователь. При переходе к z-преобразованиям структурная схема СМЭП с учетом дискретных передаточных функций принимает вид, приведенный на рис. 7.
Дискретная передаточная функция первого регулятора, вычисляющего производную как первую обратную разность
,
где период дискретизации; .
При с
Дискретная передаточная функция второго регулятора, вычисляющего интеграл как полную сумму
.
Дискретная передаточная функция непрерывной части системы с учетом экстраполятора нулевого порядка
,
где ;
;
;
; .
Подставляя сюда значения параметров электродвигателя, силового преобразователя и периода дискретизации получим:
Пропорционально-дифференциальный регулятор предназначен для компенсации наибольшего полюса передаточной функции, поэтому
.
С учетом этого дискретная передаточная функция СМЭП
,
где ; ;
;
; ;
; ;
;
.
Подставляя численные значения всех параметров в итоге получим:
Передаточная функция позволяет исследовать динамические характеристики цифрового следящего СМЭП с учетом процесса квантования по времени.
Библиографический список
1. Михайлов О. П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов. - М.: Машиностроение, 1990. – 304 с.
2. Лебедев А. М., Орлова Р. Т., Пальцев А. В. Следящие электроприводы станков с ЧПУ. - М.: Энергоатомиздат, 1988. – 223 с
3. Рапопорт Э. Я. Системы подчиненного регулирования электроприводов постоянного тока: Конспект лекций. – Куйбышев, КптИ, 1985. – 56 с.
4. Галицков С. Я., Галицков К. С. Многоконтурные системы управления с одной измеряемой координатой: Монография. – Самара: СГАСУ, 2004. – 140 с.
5. Микропроцессорные системы автоматического управления / Под общ. ред. В. А. Бессекерского. – Л.: Машиностроение, 1988. – 365 с.
Цель курсового проекта
Целью курсового 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 цифровой части;
2) представить функциональную и структурную схемы электропривода, а также рассчитанные статические и динамические характеристики.
Рис. 1
Исходные данные для расчета
Исходными данными для расчета являются: диаграмма (рис. 2) изменения во времени статической силы нагрузки; масса перемещаемого узла; шаг и к. п. д. передачи «винт - гайка»; передаточное отношение и к. п. д. редуктора; момент инерции винта; максимальная скорость перемещения подвижного узла; постоянная времени силового преобразователя; коэффициент передачи датчика положения (таблица 1).
Рис. 2
Содержание курсовой работы
1. В соответствии с заданной нагрузочной диаграммой и скоростью VMAX перемещения подвижного узла методом эквивалентных величин выбрать тип исполнительного двигателя постоянного тока. При этом следует ориентироваться на электродвигатели серий ДПУ, ДК, ПБВ, 2ПБВ [1, 2] и считать, что двигатель работает в длительном режиме. Выбранный двигатель проверить на перегрузочную способность, полагая, что максимальное ускорение на валу двигателя составляет 500 с-2.
2. Определить параметры передаточных функций электродвигателя и силового преобразователя. При этом считать, что максимальное входное напряжение (для нечетных вариантов) на входе системы импульсно-фазового управления силового преобразователя равно 10 В, а максимальное выходное напряжение силового преобразователя (тиристорного) равно сумме номинального напряжения электродвигателя и максимального падения напряжения на якорной цепи. Для четных вариантов в качестве силового преобразователя принять 14-разрядный (без учета знака) цифровой транзисторный широтно-импульсный преобразователь с максимальным выходным напряжением, определяемым аналогично, как и для тиристорного преобразователя. Влияние силового преобразователя на передаточную функцию электродвигателя учесть увеличением на 40% активного сопротивления якорной цепи и 20% увеличением индуктивности.
3. Произвести расчет регуляторов непрерывного прототипа позиционно-следящего электропривода. При этом для нечетных вариантов принять, что для сопряжения цифровой части с аналоговой служит 14-разрядный цифро-аналоговый преобразователь.
4. Найти дискретные передаточные функции: непрерывной части системы с учетом экстраполятора нулевого порядка, цифрового управляющего устройства и замкнутого электропривода в целом.
5. Построить частотные характеристики разомкнутой и замкнутой системы рассматриваемого электропривода, как с учетом, так и без учета процесса квантования по времени, оценить полосу частот пропускания контура положения.
6. Построить графики переходных процессов в электроприводе по отношению к управляющему и возмущающему воздействиям. Под последним понимается изменение момента нагрузки на электропривод. Построение производить для двух случаев: для непрерывного прототипа электропривода и с учетом квантования по времени в цифровой части. Оценить влияние процесса квантования по времени на показатели качества регулирования.
7. Рассчитать параметры корректирующего устройства по управляющему воздействию для компенсации динамических ошибок слежения.
Таблица 1
№ вар. | F1, кН | F2, кН | F3, кН | t1, мин. | t2, мин. | t3, мин. | m, кг |
1 | 5 | 20 | 10 | 10 | 15 | 20 | 500 |
2 | 7 | 25 | 10 | 15 | 20 | 25 | 400 |
3 | 2 | 5.5 | 3 | 15 | 10 | 10 | 300 |
4 | 5 | 12 | 8 | 20 | 20 | 10 | 400 |
5 | 0.5 | 2.3 | 1.5 | 10 | 25 | 20 | 500 |
6 | 2.5 | 6.5 | 3.5 | 15 | 15 | 30 | 400 |
7 | 5 | 20 | 15 | 5 | 25 | 15 | 600 |
8 | 10 | 17 | 13 | 30 | 25 | 35 | 300 |
9 | 3 | 10 | 7 | 10 | 20 | 15 | 300 |
10 | 10 | 50 | 20 | 20 | 30 | 20 | 400 |
11 | 5 | 22.5 | 18 | 10 | 30 | 10 | 400 |
12 | 7 | 21 | 16 | 10 | 15 | 20 | 500 |
13 | 17 | 30 | 27 | 15 | 25 | 10 | 600 |
14 | 20 | 95 | 85 | 10 | 30 | 15 | 600 |
15 | 10 | 40 | 26 | 20 | 15 | 30 | 400 |
16 | 60 | 135 | 120 | 10 | 20 | 10 | 400 |
17 | 15 | 50 | 40 | 5 | 15 | 20 | 300 |
18 | 10 | 38 | 25 | 20 | 30 | 10 | 400 |
19 | 40 | 180 | 130 | 15 | 15 | 25 | 500 |
20 | 30 | 110 | 70 | 20 | 10 | 20 | 600 |
21 | 5 | 20 | 10 | 10 | 15 | 20 | 400 |
22 | 7 | 25 | 10 | 15 | 20 | 25 | 300 |
23 | 2 | 5.5 | 3 | 15 | 10 | 10 | 400 |
24 | 5 | 12 | 8 | 20 | 20 | 10 | 500 |
25 | 0.5 | 2.3 | 1.5 | 10 | 25 | 20 | 400 |
26 | 2.5 | 6.5 | 3.5 | 15 | 15 | 30 | 600 |
27 | 5 | 20 | 15 | 5 | 25 | 15 | 300 |
28 | 10 | 17 | 13 | 30 | 25 | 35 | 300 |
29 | 3 | 10 | 7 | 10 | 20 | 15 | 400 |
30 | 10 | 50 | 20 | 20 | 30 | 20 | 400 |
31 | 5 | 22.5 | 18 | 10 | 30 | 10 | 500 |
32 | 7 | 21 | 16 | 10 | 15 | 20 | 600 |
33 | 17 | 30 | 27 | 15 | 25 | 10 | 600 |
34 | 20 | 95 | 85 | 10 | 30 | 15 | 400 |
35 | 10 | 40 | 26 | 20 | 15 | 30 | 400 |
36 | 60 | 135 | 120 | 10 | 20 | 10 | 300 |
37 | 15 | 50 | 40 | 5 | 15 | 20 | 400 |
38 | 10 | 38 | 25 | 20 | 30 | 10 | 500 |
39 | 40 | 180 | 130 | 15 | 15 | 25 | 600 |
40 | 30 | 110 | 70 | 20 | 10 | 20 | 500 |
Таблица 1
h, мм/об | h1 | i | h2 | JВ, кгм2 | VMAX, м/мин | Tсп, с | kдп |
5 | 0.94 | 2 | 0.89 | 0.02 | 6 | 1.6 | 1 |
10 | 0.95 | 3 | 0.9 | 0.01 | 6 | 0 | 1 |
20 | 0.96 | 4 | 0.91 | 0.005 | 15 | 5 | 1 |
5 | 0.97 | 5 | 0.92 | 0.015 | 3 | 0 | 1 |
10 | 0.94 | 6 | 0.93 | 0.02 | 5 | 3.3 | 1 |
20 | 0.95 | 8 | 0.89 | 0.015 | 2.5 | 0 | 1 |
5 | 0.96 | 10 | 0.9 | 0.02 | 0.5 | 1.6 | 1 |
10 | 0.97 | 8 | 0.91 | 0.01 | 1.25 | 0 | 1 |
20 | 0.94 | 6 | 0.92 | 0.03 | 3.3 | 5 | 1 |
5 | 0.95 | 5 | 0.93 | 0.025 | 1 | 0 | 1 |
10 | 0.96 | 4 | 0.89 | 0.02 | 2.5 | 3.3 | 1 |
20 | 0.97 | 3 | 0.9 | 0.005 | 13.3 | 0 | 1 |
5 | 0.94 | 2 | 0.91 | 0.01 | 5 | 1.6 | 1 |
10 | 0.95 | 10 | 0.92 | 0.02 | 2 | 0 | 1 |
20 | 0.96 | 8 | 0.93 | 0.03 | 1.8 | 5 | 1 |
5 | 0.97 | 6 | 0.89 | 0.025 | 0.4 | 0 | 1 |
10 | 0.94 | 5 | 0.9 | 0.02 | 1.2 | 3.3 | 1 |
20 | 0.95 | 4 | 0.91 | 0.015 | 3 | 0 | 1 |
5 | 0.96 | 3 | 0.92 | 0.01 | 1 | 1.6 | 1 |
10 | 0.97 | 2 | 0.93 | 0.005 | 2.5 | 0 | 1 |
10 | 0.94 | 2 | 0.89 | 0.02 | 5 | 5 | 1 |
20 | 0.95 | 3 | 0.9 | 0.01 | 6 | 0 | 1 |
10 | 0.96 | 3 | 0.91 | 0.005 | 10 | 3.3 | 1 |
10 | 0.97 | 5 | 0.92 | 0.015 | 3 | 0 | 1 |
20 | 0.94 | 6 | 0.93 | 0.02 | 5 | 1.6 | 1 |
5 | 0.95 | 4 | 0.89 | 0.015 | 2.5 | 0 | 1 |
10 | 0.96 | 10 | 0.9 | 0.02 | 0.5 | 5 | 1 |
20 | 0.97 | 8 | 0.91 | 0.01 | 2.5 | 0 | 1 |
5 | 0.94 | 5 | 0.92 | 0.03 | 3 | 3.3 | 1 |
10 | 0.95 | 5 | 0.93 | 0.025 | 2 | 0 | 1 |
10 | 0.96 | 2 | 0.89 | 0.02 | 5 | 1.6 | 1 |
10 | 0.97 | 1 | 0.9 | 0.005 | 10 | 0 | 1 |
10 | 0.94 | 2 | 0.91 | 0.01 | 5 | 5 | 1 |
20 | 0.95 | 10 | 0.92 | 0.02 | 2 | 0 | 1 |
5 | 0.96 | 5 | 0.93 | 0.03 | 2 | 3.3 | 1 |
10 | 0.97 | 5 | 0.89 | 0.025 | 1 | 0 | 1 |
20 | 0.94 | 10 | 0.9 | 0.02 | 1.2 | 1.6 | 1 |
5 | 0.95 | 3 | 0.91 | 0.015 | 3 | 0 | 1 |
10 | 0.96 | 5 | 0.92 | 0.01 | 1 | 1.6 | 1 |
10 | 0.97 | 5 | 0.93 | 0.005 | 3 | 0 | 1 |
8. Построить графики переходных процессов с учетом этого корректирующего устройства.
Требования к оформлению
На защиту курсовой работы представляется пояснительная записка, содержащая необходимые расчеты и рисунки, а также 2 листа графического материала. На листы выносятся: кинематическая схема, нагрузочная диаграмма, функциональная схема электропривода, упрощенная электрическая схема силовой части, структурные схемы непрерывного прототипа электропривода и его цифровой реализации, частотные характеристики и графики переходных процессов.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КРСОВОГО ПРОЕКТА
Дата: 2018-12-28, просмотров: 244.