Курсовая работа: Разработка цифрового электропривода продольной подачи токарно-винторезного станка

. (1.36)

вычисляется по соотношению:

. (1.37)

5. Строится график запретной области фазовой частотной характеристики:

. (1.38)

где – частота среза, которая определяется по формуле:

. (1.39)

6. Строится график фазовой частотной характеристики :

. (1.40)

где – показатель эквивалентного запаздывания, значение которого принимается равным 1.

На рисунке 1.4 показано положение запретной области и фазовой частотной характеристики .

Рисунок 1.4 – Построение запретной области для фазовой характеристики

Построенные графики позволяют сделать вывод о запасе устойчивости системы управления по фазе. Фазовая характеристика не должна заходить в запретную область, для которой относительная логарифмическая амплитуда находится в пределах:

. (1.41)

(1.42)

Если же это условие не выполняется, то желаемый результат можно получить путем изменения частот сопряжения и, а также коэффициента .

В верхнем диапазоне частота определяет период дискретности в соответствии с выражением:

. (1.43)

Это значение и должно быть принято в последующих расчетах.

2. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ

Задачи проектирования систем управления на локальном уровне, чаще всего, касаются систем электроприводов, выполняющих определенные рабочие движения. В технологическом оборудовании машиностроительного производства используются регулируемые и следящие электроприводы с двигателями постоянного или переменного тока.

Пример функциональной схемы следящего электропривода с двигателем постоянного тока приведен на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Функциональная схема следящего электропривода с ШИП и релейным контуром тока

В этом следящем электроприводе измерительная система имеет двухотсчетный преобразователь перемещение-код (ППК1 и ППК2). В контуре тока в качестве датчиков обратной связи применены шунты R_Ш . Для усиления напряжения, которое снимается с шунтов (U_Ш = 0...75 мВ), и формирования двухполярного сигнала используется дифференциальный усилитель ДУ. Выходное напряжение усилителя , соответствующее фактическому значению тока, через гальваническую развязку поступает на один вход компаратора К, а на другой подается выходное напряжение цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), который преобразует код задания тока в аналоговый сигнал задания .

Логический сигнал с выхода компаратора поступает на схему управления СУ, которая предназначена для преобразования кода управления в длительности импульсов переключения силовых транзисторов. Эти импульсы через оптронную развязку ОР и импульсные усилители ИУ подаются на базы транзисторных ключей VT1…VT4, образующих мостовую схему. С целью устранения сквозных токов при переключении пар организуется безтоковая пауза. В качестве силовых элементов применены биполярные транзисторы ТКД.

Информация с преобразователей перемещение-код сравнивается с кодом задания, ошибка обрабатывается с помощью программы регулятора, который выполняет расчет кода управления и уровня ограничения тока в функции скорости. Для регулирования приняты: пропорциональный закон в контуре положения с введением сигнала компенсации скоростной ошибки и пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) закон в контуре скорости. Период дискретности системы управления составляет 1 мс.

На рынке Украины широко представлены микроконтроллеры известных фирм SIEMENS, ABB, INTEL и многих других. Микропроцессоры серии ARM7 компании PHILIPS не уступают аналогам по техническими и экономическими характеристиками. Преимуществом микропроцессоров данной серии есть большое количество технической документации и легкий доступ к ней.

Структурная схема микроконтроллера LPC2148 представлена на рис. 2.2.