Курсовая работа: Система автоматического управления положением объекта
Разрабатываемая следящая система предназначена для воспроизведения осью нагрузки закона изменения угла поворота входной оси.
Многие следящие системы рассчитывают применительно к эквивалентному синусоидальному режиму
,
где амплитуда А и эквивалентная частота 
определяются по заданнымв ТЗ максимальной частоте вращения
имаксимальному угловому ускорению
входной оси
=
(рад)
(1/с)
Расчёт системы будет производиться с применением частотных методов, считая, что элементы системы имеют линейные или линеаризованные характеристики.
Наглядное представление о функциях, которые выполняют отдельные элементы системы, и связях между ними даёт функциональная схема системы автоматического управления. Функциональная схема представлена на рисунке 1.
ПУ – предварительный усилитель;
УМ – усилитель мощности;
ЭД – электродвигатель;
ОУ – объект управления.
Рисунок 1 – Функциональная схема следящей системы
Как видно из функциональной схемы, на объект управления поступает регулирующее воздействие x(t), являющееся выходной величиной управляющей части системы (регулятора), которая представляет собой совокупность элемента сравнения, предварительного усилителя, усилителя мощности, электродвигателя и силового редуктора, специально введённых для получения замкнутой системы автоматического управления. Замыкание контура управления производится подачей в регулятор по цепи главной обратной связи управляемой величины, которая отличается от выходной величины. Элемент сравнения вырабатывает ошибку рассогласования, которая затем усиливается предварительным усилителем и усилителем мощности и подаётся на исполнительный элемент (электродвигатель).
2. Статический расчёт системы
Содержанием статического расчёта системы является выбор основных элементов. По данным технического задания производится расчёт, на основании которого выбираются исполнительный двигатель, силовой редуктор, измеритель рассогласования, составляются уравнения статики, определяется коэффициент усиления нескорректированной системы. Методика статического расчёта взята из учебного пособия “Расчет систем управления “ /3/.
1.1 Выбор двигателя и редуктора
Рассчитаем необходимую мощность электродвигателя:
, (1)
где η – КПД редуктора из диапазона.
Величина КПД принимается равной η=0,85. Тогда, используя формулу (1), получим:
По справочным данным, помещённым в /3/ был выбран асинхронный двигатель серии АДП-563А, технические данные которого представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Данные асинхронного двигателя серии АДП-563А
| Мощность PДВ , Вт | 70,5 |
| Напряжение управления UУ , В | 220 |
| Частота вращения ΩНОМ , об/мин | 6000 |
| Вращающий момент МВР , Н∙м | 98∙10-3 |
| Пусковой момент МП , Н∙м | 118∙10-3 |
| Ток обмотки управления IУ , А | 0,75 |
| Электромеханическая постоянная времени ТМ , с | 0,04 |
| Статический момент трения, Н∙м | 4,3∙10-3 |
Для расчётов необходимо чтобы все величины были в одних единицах. С этой целью переведём ΩНОМ в систему СИ.
Коэффициент внутреннего демпфирования для выбранного двигателя составляет
