5. Разработка структурной схемы сар.

Структурную схему составим на основании функциональной схемы и схемы на рис. 1. Структурная схема неизменяемой части САР будет включать в себя все элементы САР, кроме корректирующих устройств.

Преобразователь энергии. С точки зрения динамики процесса ПЭ представляет собой апериодическое звено второго порядка с постоянными времени Т₁ и Т₂. Его передаточная функция имеет вид:

Wпэ(p)= , значения постоянных времени даны в таблицах, коэффициент Кпэ=Uc/10 В, Кпэ=22. Тогда Wпэ(p)= .

ПУ является линейным звеном. С точки зрения динамики является апериодическим звеном первого порядка с постоянной времени Тпу, тогда Wпу(р)=Кпу/(Тпу*р+1),

Wпу(р)=Vном/n ном, Wпу(р)=45/3150=0.0143

Датчик обратной связи, Wду(р)=Кду/(Тду*р+1), тогда Wду(р)=5 В/Θ⁰С=5/720

Wду(р)=0.00694 В/⁰С

Процесс резания описывается уравнением:

Зависимость температуры от скорости имеет вид при ,

т.е. Θ=267*0.21^0.132*1.9^0.098*V^0.384=231.4*V^0.384:

Θ⁰С

V(м/мин)

Kпр=dΘ/dV при V=45 м/мин, тогда Кпр=8.518 ⁰С/м/мин

Линеаризовав эту зависимость, получим: Θ=620+8.518*V, берём W(р)=8.518.

Тогда процесс резания можно представить в виде следующей схемы

К

V(p) К*V(p) K*V(p)+Θо Θ(p)

Θо ΔΘ

Где К-тангенс угла наклона касательной в рабочей точке, К=8.518. Θо-отклонение касательной от начала координат, Θо=620⁰С.

Двигатель. Используя систему уравнений (2) двигателя

U=E+I*R+L*dI/dt;

E=Ce*Ф*W; (2)

M=Mc+J*dW/dt;

M=Cm*Ф*I

, его структурную схему можно представить следующим образом:

Mc(p)

C_MФ

1/(JP)

U(p)

I(p) M(p) M-Mc M-Mc ω

C_eФ

E(p)

1/Rя=1.92 Тэ=Lя/Rя=0.0404

Сe=(Uн-Iян*Rя)/ωн Сm=J*ωн/Iя, где ωн=329.7 рад/с, Uн=220 В, J=0.012*3=0.036, Iян=Pн/(ή*Uя)=12.35

Се*Φ=0.648 См*Ф=0.0281

Усилитель УС. Для обеспечения требуемых свойств САР его коэффициент принимаем Кус=17.5,

т.к. Δз=Δр/(1+Крс),

где Δз=1.4%, Δр=41.9%, тогда Крс=29=Кус*Кпэ*Кд*Кпу*Кпр*Кду=0.5142*Кус, откуда Кус=56.4

Т огда структурная схема САР будет выглядеть следующим образом: tп

U

Wку(р)

Wус(р)

Wпр(р)

Wпэ(р)

Wпу(р)

Wдв(р)

з Мс Θ ε Uку 10 В Uн n V

E

Wду(р)=0.00694