4. Типовая схема приборного привода с исполнительным двигателем переменного тока типа адп.

В маломощных следящих приводах обычно используются двухфазные асинхронные электродвигатели типа АДП, ДИД и др. При этом, если отсутствует сложная динамическая коррекция, то весь привод может быть выполнен на переменном токе (включая усилитель напряжения и мощности). В этом случае отпадает необходимость в фазочувствительном выпрямлении сигналов. Однако если необходима динамическая коррекция, которую весьма сложно выполнять для сигналов переменного тока, то также осуществляют преобразование сигналов управления в сигналы постоянного тока, затем осуществляется их коррекция и обратное преобразование в сигналы переменного тока с их последующем усилением и подачей на асинхронный двухфазный двигатель. Типовая схема приборного следящего привода , использующего только сигналы переменного тока приведена на рис.5.

Рис.5.

Принцип работы системы аналогичен рассмотренному выше, но система значительно проще, поскольку приведена одноканальная схема и отсутствует коррекция.

Для приводов с достаточно высокими мощностями (близких к 100Вт и более) также могут исползоваться тиристорные схемы усилителей мощности, рис.6., со специальными схемами формирования управления тиристорами [1].

Рис.6.

На рисунке ОУ- обмотка управления, ОВ- обмотка возбуждения.

4. Математическая модель привода с двигателем типа адп.

Передаточная функция двигателя определяется из соотношений:

Для пускового момента

, , где

-номинальный пусковой момент, -номинальное напряжение управления.

Механическая характеристика двигателя

, где

, . (8)

Из уравнения динамики привода

, (9)

следует передаточная функция

, (10)

где -момент инерции нагрузки (установки).

Следует отметить, что приведенные передаточные функции связывают вход-управляющее напряжение и выход - угловую скорость вращения. Угол разворота установки  определяется соотношением

. (11)

2. Задание для расчетной работы.

2.1 Содержание работы.

Работасостоит из следующих разделов:

1. Выбор силовой исполнительной и измерительной частей системы .

Выбор силовой исполнительной части системы (двигателя и усилителя мощности) осуществляется по заданным параметрам нагрузки (момент инерции - J_y и момент сопротивления - М_с), а также заданным параметрам движения установки (t)=а₀+ а₁t + ₀sin₀t , соответствующих закону отслеживания углового положения цели в условиях качки. В этом случае максимальная угловая скорость наведения

, (12)

а максимальное ускорение

. (13)

На основании этих данных по предлагаемой ниже методике выбирается исполнительный двигатель (для мощностей больших 150Вт рекомендуется выбирать двигатели постоянного тока серии МИ, для мощностей меньших 150 Вт - асинхронные двухфазные электродвигатели серии АДП или ДИД).

Выбор измерительной части системы (рекомендуется двухотсчетная схема на сельсинах) осуществляется из условий не превышения заданной конструкционной (статической) погрешности _ст. Методика выбора измерительных элементов и расчета схемы селекции каналов (при двухотсчетной схеме) приведены ниже.

2. Составить уравнения описывающие динамику выбранных элементов системы и составить для этих элементов передаточные функции. Для заданной структуры системы (для заданных в конкретном варианте корректирующих устройств К_у1(р), К_у2(р), К_у3(р)) найти передаточные функции "вход-выход" и "вход-ошибка" замкнутой системы. В пространстве двух параметров (корректирующих устройств) при фиксированном третьем (по согласованию с преподавателем) провести параметрическую оптимизацию системы из условия обеспечения минимума установившейся ошибки системы при входном сигнале вида (t)=a₀ + a₁t и обеспечении заданного времени переходного процесса t_пп. На оптимизируемые параметры накладывается ограничение вида k_i <10000 (возможность технической реализации с малыми шумами). При решении задачи параметрической оптимизации предварительно построить область устойчивости в пространстве рассматриваемых параметров.

3. Провести синтез последовательного корректирующего устройства методом логарифмических частотных характеристик (структурная оптимизация системы) по заданным времени переходного процесса t_пп, величине перерегулирования %. Точность оценивать для входного сигнала вида . Ошибка должна не превышать половины ошибки, полученной при параметрической оптимизации из предыдущего раздела. Найти передаточную функцию последовательного корректирующего устройства W_пку(р) и рассчитать его электрическую схему.

4. Провести анализ нелинейной системы (в вариантах заданий указывается тип нелинейности F₀, F₁, F₂, на общей структурной схеме указано место включения) на возможность существования автоколебаний . Оценить амплитуду и частоту автоколебаний, если они имеют место.

5. Для схем с ЭМУ произвести расчет пускорегулирующей аппаратуры для приводного электродвигателя ЭМУ. Раздел выполняется по указанию преподавателя