2. Состав сау

Блок-схема системы автоматического управления приведена на рис. 1, а комбинированная схема силовой части - на рис. 2. САУ построена как система подчиненного регулирования, выполненная по контурам напряжения (тока), скорости, положения. В контуре напряжения (тока) имеется нелинейный элемент (на схеме не показан).

На рисунках приняты следующие обозначения:

- управляющее воздействие;

- управляемая (регулируемая) координата;

- ошибка системы;

- сигнал задания по управляющему воздействию;

- сигнал главной обратной связи по регулируемой координате;

- сигнал по ошибке;

ЧЭ - чувствительный элемент;

РП - регулятор положения;

У, КЗ - усилитель и корректирующее звено в контуре положения;

РС - регулятор скорости;

РН - регулятор напряжения (тока);

ТП - транзисторный (тиристорный) преобразователь;

М - исполнительный двигатель;

Р1 - механический редуктор силовой;

МП - механическая передача (шариковинтовая передача (ШВП));

Н - нагрузка (стол с деталью);

ДН, У - датчик напряжения, усилитель;

ТГ - тахогенератор;

Р2 - механический редуктор, приборный;

ДОС - датчик обратной связи;

ВТ - вращающийся трансформатор;

ПФН - преобразователь фаза-напряжение;

U₁, U₂ ,U₃ , U_Я - промежуточные координаты (управляющие напряжения соответственно РС, РН, ТП, ИД);

_Д, ₁, ₂ - промежуточные координаты (угол поворота соответственно ИД, ШВП, ВТ);

, - выходное напряжение, соответственно, ТГ и ВТ.

3. Характеристики системы автоматического управления

3.1. Параметры управляющего воздействия, динамические характеристики САУ и необходимые характеристики схемы приведены в табл. 1, 2.

3.2. Характеристики исполнительного двигателя отражены в табл. 3.

3.3. Тип и параметры силового преобразователя даны в табл. 4.

3.4. Вид и параметры регуляторов контуров представлены в табл. 5.

3.5. Статические характеристики нелинейных элементов в контуре регулятора напряжения приведены на рис. 3. Числовые значения характеристик определены в табл. 6.

Таблица 1

Динамические характеристики и показатели качества САУ

Номер варианта	Максимальная скорость VМАКС, м/мин	Кинетическая ошибка , мм	Перерегулирование , %<	Время переходного процесса tПП, с	Число перерегулирований n
1	6,8	0,8	18	0,07	1
2	10	1	25	0,08	2
3	15	1,5	30	0,09	3
4	6,8	1	22	0,05	1
5	10	1,5	30	0,06	2
6	15	2	35	0,075	3

Таблица 2

Параметры схемы

Номер варианта	Максимальное пере-мещение Хмах, мм	Шаг винта ШВП , мм	Цена оборота ДОС , мм	Цена импульса , мм
1	250	6	1	0,001
2	320	10	2	0,005
3	600	20	1	0,01
4	800	10	2	0,01
5	320	20	1	0,001
6	600	20	2	0,01

Таблица 3

Параметры исполнительного двигателя

Номер варианта	Р, кВт	n, об/мин	UЯ, В	IЯ, А	RЯ, Ом	LЯ, мГн, миллигенри (10-3)	JЯ, кгм2
1	1,0	1000	110	9,1	0,85	1,34	0,6 10-3
2	1,0	1500	110	9,1	1,2	1,87	0,75 10-3
3	1,0	2000	110	9,1	1,45	2.1	0,87 10-3
4	1,5	1500	220	6,8	0,7	1,4	0,9 10-3
5	1,5	2000	220	6,8	0,92	1,6	1,05 10-3
6	1,5	2500	220	6,8	1,1	1.8	1,5 10-3

Таблица 4

Тип и параметры преобразователя

Номер варианта	Тип	f, Гц, n	UУ, В	RТП, Ом	LТП, мГн	Номер варианта	Тип	f, Гц	UУ, В	RТП, Ом	LТП, мГн
1	УВ	50, n=1	5	0,2	1,3	4	ШИМ	1000	5	0,35	1,8
2	УВ	50, n=3	10	0,35	2,1	5	ШИМ	1200	10	0,6	2,0
3	УВ	400, n=1	15	0,48	2,4	6	ШИМ	1500	15	0,75	2,2

Таблица 5

Вид регуляторов контуров: положения (РП), скорости (РС), напряжения (РН)

Номер варианта	РП	РС	РН	Номер варианта	РП	РС	РН
1	П; К2=2	П; К4=4	ПИ, 0,04 К51=0,04, КΩ=1,0	4	П; К2=5	П; К4=3	ПИ, 0,03 К51=0,03, КΩ=1,0
2	П; К2=3	П; К4=5	ПИ, 0,06	5	П; К2=4	П; К4=5	ПИ, 0,02
3	П; К2=4	П; К4=2	ПИ, 0,05	6	П; К2=3	П; К4=3	ПИ, 0,05

Таблица 6

Параметры нелинейных элементов (НЭ)

Номер варианта	Вид НЭ	а	В	К	Номер варианта	Вид НЭ	а1	а2	В
1	Рис. 3,а	0,8	0,8	–	5	рис. 3,в	0,1	0,7	0,6
2	Рис. 3,а	0,6	0,6	–	6	рис. 3,в	0,2	0,8	0,8
3	Рис. 3,б	0,2	–	1,0	7	рис. 3,в	0,1	0,6	0,7
4	Рис. 3,б	0,3	–	2,0	8	рис. 3,в	0,2	0,5	0,8

Рис. 3. Характеристики нелинейных элементов:

а - насыщение; б - зона нечувствительности; в - ограничение с зоной нечувствительности