Ф ункциональная схема сар

Рис.2. Структурная схема САР с дополнительной обратной связью

В состав схемы вошли:

1. _{Электронный усилитель (ЭУ), передаточная функция ;}

2. _{Магнитный усилитель (МУ), передаточная функция}

3. _{Электрический двигатель (ДВ) является исполнительным элементом в системе, передаточная функция}

4. _{Редуктор (Р) увеличивает мощность и понижает частоту вращения, передаваемую от вала двигателя к регулирующему органу, передаточная функция}

5. _{Регулирующий орган (РО), гидравлический вентиль с регулируемым проходным сечением f1, передаточная функция}

6. _{Объект управления (ОУ), ёмкость для крашения ткани, передаточная функция}

7. _{Измеритель (И) уровня раствора в рабочей ёмкости, передаточная функция}

8. _{Корректирующий элемент в цепи дополнительной обратной связи, передаточная функция}

II. Передаточные функции звеньев регулятора

1. Передаточная функция электронного усилителя.

_{Электронный усилитель рассматривается как идеальное звено, его передаточная} функция

где U_эу – выходное напряжение усилителя

U_вх – входное напряжение усилителя

Величина k_эу определяется в процессе синтеза системы.

2. Передаточная функция магнитного усилителя.

Магнитный усилитель описывается уравнением апериодического звена первого порядка. Передаточная функция такого усилителя имеет вид:

где U_я – напряжение питания исполнительного двигателя.

Величину К_му определяется в процессе синтеза системы, а величиной Т_му можно задаваться в диапазоне 0.05-0.1 с.

3. Передаточная функция электрического двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

Двигатель выполняет роль исполнительного элемента.

Рис.3. Схема включения двигателя

Исходные уравнения:

1. Уравнения баланса напряжения

где – напряжение, приложенное к цепи якоря двигателя;

– ток якоря цепи;

- напряжение обратной ЭДС;

– индуктивность цепи якоря;

– активное сопротивление якорной цепи, включая внутреннее сопротивление усилителя.

2. Уравнение движения якоря двигателя

,

где - вращающий момент двигателя;

, - постоянные коэффициенты зависят от конструкции якоря двигателя;

– момент сопротивления движения якоря;

J– момент инерции якоря двигателя.

Передаточная функция двигателя W(Р) может быть получена совместным решением выше сказанных уравнений при переходе к операторной форме записи и M_c = 0.

Где - коэффициент передачи двигателя;

- электромеханическая постоянная времени;

- электромеханическая постоянная времени якорной цепи.

Величина электромеханической постоянной Т_м для рассматриваемого типа двигателя лежит в пределах 0,04 – 0,2 с.

Для ориентировочного определения индуктивности якоря двигателя можно пользоваться формулой

где , – номинальное значение напряжения и тока якоря;

β - число пар полюсов, можно принять β = 2;

– постоянный коэффициент, для двигателей без компенсационной обмотки = 0,4, для двигателей с компенсационной обмоткой = 0,1;

- частота вращения якоря, .