Tanulmány Automatikus ellenőrző rendszerek (ACS)
Használt jelölések 1. táblázat:
Te, Tm - rendre elektromechanikus és elektromágneses időállandója a motor;
TTP - tirisztoros átalakító állandó idő;
Jelzálog, KD, KTP, KEU, kpot - nyereség, illetve váltó, a motor D, a tirisztoros átalakító, egy elektronikus erősítőt, egy potenciométer.
Az értékek a együtthatók C2 és WS rendre: 0,1 és C2 - C3 0,15.
1. Alapvető tulajdonságai és funkcionalitása alkotó elemek az ACS. A működési elve az ACS
1.1 Főbb jellemzők és funkciók összetevőinek ACS
1.1.1 DC motor
Az egyenáramú motor egy gerjesztőtekercsének elhelyezve az állórész kiálló pólusú. By gerjesztőtekercsének halad egyenárammal mágneses mezőt hoz létre gerjesztés. A motor elrendezve kétrétegű tekercseléssel, amelyben EMF indukálódik az armatúra forog. Egy adott forgásiránya az EMF, hogy indukálják a vezetékek ez csak attól függ, hogy milyen a vezető rúd található.
Potenciometriás mérőkészülék
A különböző elektromos információk mikrogépeket felhasználásra távoli átviteli rendszerek szög potenciometrikus mérőkészülék. Kimenet (szabályozott mennyiségű) a szöge a tengely forgását működési mechanizmusa b, vagy ezzel ekvivalens, a motor forgási szög potenciométer Pvyh mivel ez potenciométer található ugyanazon a tengelyen, a működtető mechanizmus (Executive tengely AI), és a kimeneti jel - egy forgási szög PVC csúszka potenciométer található, amely a tengely parancs KO.
Az algoritmus működése szóban forgó egység az, hogy a végrehajtó IO tengely követett önkényesen helyzetének megváltoztatása tengelye KO t. E. B (t) = a (t) az intézkedés alapján a különböző elemek a rendszer zavarok, különösen a statikus forgatónyomaték ellenállás Mc.
A mérőkészülék rendszer (potenciométerek és Pvyh PVC) határozza meg a szöghiba e (t) közötti a cél forgásszög parancs értékét a (t), és a tengely a tényleges érték a szabályozott mennyiségű - a végrehajtó forgási szög b (t) tengely és a jelet átalakítja
egy arányos hibát feszültség Ue (t), r. f.
Ue (t) = Ua (t) - Ub (t) = Ke [A (t) - B (t)] - Ke × e (t)
ahol Ua. Ub - illetve potenciális motor potenciométer PVC és Pvyh; Ke - az erősítés a mérőkészülék (potenciométerek Pvyh PVC és azonos struktúrák és paraméterek). Ezután a jelet Ue (t) amplifikáljuk a feszültség és teljesítmény, illetve keresztül TSS és a TS. feszültség Ud (t) - Ennek eredményeként az ellenőrzési akció van kialakítva a szabályozó kimenet. szállított a forgórész tekercselés a motor. Az érték a vezérlő feszültség nagyságától függ hibajel nyereség tirisztoros átalakító Kt.p - és a DC erősítő Kupt.
1.1.3 Az elektronikus erősítő
Elektronikus erősítő - eszköz erejének növelése a bemeneti elektromos jel. Az erősítés az alacsony áramfelvétel energiafelhasználás érdekében a külső tápegység szignifikánsan nagyobb teljesítmény szintet. Strukturális erősítő áramkör látható, mint egy aktív négy-terminál hálózat, hogy a bemeneti kapcsai, amely össze van kötve a bemeneti forrás, mint egy feszültségforrás. A terhelési ellenállás RL van kötve a kimeneti kapcsokra.
Az erősítő tartalmaz aktív (félvezető eszközök) és passzív (ellenállások, kondenzátorok, induktivitások) elemek és áramforrások. Passzív elemek úgy vannak kialakítva, hogy egy előre meghatározott üzemmódban az aktív elemek.
1.1.4 tirisztoros átalakító
Tirisztor inverter rendszer egy impulzus-fázisú vezérlő (IFSB), és a tirisztoros átalakító megfelelő, a fő eleme, amely egy elektromos áramkört konvertáló hálózati be DC (kontroll egyenirányító) útján tirisztorok.
A motor forgórész áramkör DC átalakító elfogadásra terhelést. IFSB átalakítja a folyamatos vezérlőjel Uy (t), alkalmas a bemenetére sorrendben (által generált impulzus generátor) kapu impulzus ai (t), eltolt fázisban viszonyítva a pillanatban természetes tirisztor égetés. Ezután megfelelő tirisztoros átalakító gyártott inverz diszkrét értékeket ai (t) a szakaszonként folytonos jel kimeneti koordináta - átalakító EMF.
Ez egy tisztán mechanikus szerkezet, a nyomaték átvitelére csökkenése (növekedése) a tengely forgási frekvenciája.
Ez áll a fogaskerék-bármilyen típusú (kiválasztva szerinti sajátos igényeinek és az alkalmazott erők). Lehet, hogy egy - vagy több - a szakaszban, különböző alakú, a célból, hűtési mód, stb
A működési elve az ACS
Tekintsd meg az nézi meghajtót. Amikor azonos helyzetben parancsot, és a működtető tengely ferde szögben közöttük nulla. Szintén Nullfeszültséget Ud és Ue. t. e. A motor és a teljes rendszer nyugalmi állapotban van. Most rátérünk a parancsot tengely valamilyen szögben. Ennek eredményeként, bármilyen hiba szög E = A - B és A arányos feszültséget Ud és a motor forgatni csökkentése révén a fogaskerék forog, és a motor tengelye végrehajtó potenciométer Pvyh lefelé, amíg a hiba szögben, amíg a szög lesz egyenlő nullával. Amikor fordító tengely parancs az ellenkező irányban változó a polaritás a feszültség a motor, és így a forgásirányt. Ha a szögletes stressz a (t) parancs tengely szerint változik egy tetszőleges jogot az időben, és a szöghelyzetet b (t) végrehajtó tengely is változhat szerint ugyanazt a törvény.
Meg kell jegyezni, hogy a motor forgási egybeesik a jel a hiba szög csak abban az esetben, ha visszajelzést a motor a végrehajtó tengely (potenciométer Pvyh motor) negatív lesz. Ha a motor forgási szög hiba növekedni fog, ez azt jelenti, hogy a visszajelzések pozitívak. Ahhoz, hogy ez a negatív, meg kell változtatni a polaritás a feszültséget a motor.
Működési diagram az ACS alább látható a szövegben (lásd. Ábra. 2).
2. ábra működési vázlata SAU
2. Differenciaszabályzás és átviteli függvények képező elemek SAU
Potenciometriás ismertetett eszköz az alábbi egyenlettel:
Uq (t) = kpot × q (t),
ahol kpot = 70 / rad.
potenciométer egyenlet formájában üzemi:
Uq (S) = kpot × q (S).
Amennyiben az átviteli függvény a potenciométer:
Ezért, egy eszköz arányos a potenciometriás híd és a által leírt egyenlettel:
Uq (S) = 70 × q (S).
2.2 tirisztoros átalakító
A tirisztoros átalakító folytonos egyenáramú módban leírt linket álló soros kapcsolás a lineáris kapcsolat inertialess a erősítés és szint KTP tiszta késleltetést használja, azaz
,
ahol t - egy véletlen ideig, közkeletű átlagos késése.
kiterjesztett hatványsorba és figyelembe véve csak az első két kifejezés ezt a sorozatot. Ezután az átviteli függvény a tirisztoros átalakító formájában:
.
Tekintettel arra, hogy a TMN-t kap
,
ahol TMN = 3,33 × 10-3
Ehhez átviteli függvény differenciálegyenletek:
2.3 Az elektronikus erősítő
Elektronikus erősítő által leírt egyenlet:
Uy (t) = KEU × Uq (t),
elektronikus erősítőt működő adódnak össze:
Uy (S) = KEU × Uq (S).
Amennyiben az átviteli függvényt egy elektronikus erősítőt:
Következésképpen, az elektronikus erősítőt képviseli arányos elemet, és le, az alábbi egyenlettel:
Uy (S) = 35 × Uq (S).
2.4 DC motor
Tekintsük a rendszer része, amely a TA és a motor. A bemeneti mennyisége ez a rész Ud (t), és a kimeneti - a szögsebesség w (t) a motor.
Mi található a egyenlete a w (t) és Ud (t).
Egyenlet Ud (t) az elektromos áramkörben a TP és a motor armatúra tekercselés a formája:
ahol Rd - ellenállása motortekercselések és kefék;
Ld - induktivitás ecsetek;
- számláló elektromotoros ereje a motort.
Feltételezhető, hogy a motor mágneses fluxus F = const,
;
Behelyettesítve <2> -ban <1> kapjuk:
képlet <3> - egyenlet Ud (t) az áramkörben érintett. Azonban ebben az áramkörben vannak mechanikai energiát, így meg kell, hogy dolgozzanak ki az egyenlet pillanatok:
ahol J - a tehetetlenségi nyomaték minden forgó alkatrész csökken a motor tengelyéhez, Nms2;
Mc - csökkentett pillanatban munka mechanizmus az ellenállás.
motornyomaték
vagy figyelembe véve, hogy F = const,
;
.
Behelyettesítve MVR pillanatok az egyenletben, megkapjuk:
=
Tegyük fel, MC = 0, akkor
=
első asymptote lejtőn - -20 dB / évtizedben;
második meredekségű lejtő változások által -20 dB / évtizedben, és - -40 dB / évtizedben;
harmadik meredeksége változik -20 dB / dekád, és - -60 dB / dekád;
negyedik meredekségének változásai által -20 dB / évtizedben, és - -80 dB / évtizedben;
A konstrukció LFCHH használni az adatokat táblázatban. 2. A jellemzők nyilvánvaló, hogy a rendszer instabil, mint korábban LFCHH w metszi a tengelyt, mint LACHH.
4.4 összehasonlítása a stabilitási vizsgálatok eredményei A különböző módszerekkel
A fenti kritériumoknak a stabilitás hasonló volt az eredmény. Azonban abból a szempontból gyakorlati használat voltak egyenetlen.
Hurwitz kritérium lehetővé teszi, hogy szerezzen csak minőségi megítélését a természet a szabályozási folyamat, azaz a stabilitás, a folyamat stabil, vagy nem; de ez a legpontosabb. Továbbá, ez a módszer lehetővé teszi, hogy meghatározza az erősítés határérték együttható ACS.
Frekvencia Nyquist kritérium használható, ha ez nehéz, hogy minden része az egyenletnek, de lehetséges kísérletileg - fázisa jellemzőik. A stabilitását ez a módszer határozza meg, milyen APFC körülzárja a pont koordinátái (-1; J0).
Ezen túlmenően, a helyét LFCHH még nem ad közvetlen választ, hogy a rendszer stabil, ami miatt további kutatást.
Amikor egy logaritmikus frekvencia karakterisztika értékelési rendszer stabilitását könnyebbé válik, azaz a nézetük arra lehet következtetni, a rendszer stabil, vagy sem; de lehet kapni ellentmondó vallomást, ahogy mi használjuk a közelítő LACHH meglehetősen pontos.
5. szintézis szekvenciális korrekciós eszköz
5.1 kiszámítása és az építőipar a kívánt logaritmikus frekvenciamenet
Synthesis szekvenciálisan javító berendezés végrehajtja a módszer logaritmikus jellemzők.
A következőkben feltételezzük, hogy az automatikus ellenőrző rendszer tartalmaz egy mérőkészülék, a hajtómű és a vezérlő objektum a globális átviteli függvény W (S), és szekvenciális korrekciós eszköz, amelynek átviteli függvénye wku (S).
Ha figyelembe vesszük a kívánt tulajdonságokkal logaritmikus frekvencia (ZHLACHH) kiválasztunk négy területen:
a) egy régió nagyon alacsony frekvenciák (0,
).
A lejtőn jellemzője - -20 dB / évtizedben a száma, integráló egységek;
b) kisfrekvenciás tartományban (
,
).
A lejtőn - 40 dB / dekád, száma aperiodikus kapcsolatok egy időben állandó
;
c) a közepes frekvenciájú régió (
,
).
A meredekség a levágási frekvencia
Ez - 20 dB / dekád, hogy megfelelő mennyiségű stabilitást.
g) nagyfrekvenciás régió (
A lejtőn nem befolyásolja jelentősen a minőségi rohamlöveget, úgy döntenek, hogy az eredeti LACHH.
Számoljuk ki a paramétereket ZHLACHH:
;
A kapott adatokból, és figyelembe véve a követelményeket ZHLACHH konstrukciót.
5.2 Kiválasztás szekvenciálisan javító berendezés és kiszámítása paramétereit
Mi a probléma megoldására szintetizáló egymást korrigáló eszköz. Ehhez ZHLACHH geometriailag kivonni LACHH nem korrigált rendszert. Az így kapott jellemzőt LACHH javító berendezés.
Típus LACHH javító berendezés meghatározza annak átviteli függvény diagram és paraméterek. Csökkentett LACHH korrekciós készülék megegyezik alábbiakban bemutatott rendszer:
Ábra. A 4. reakcióvázlat javító berendezés
;
.
Átviteli függvénye a készülék:
;
kVsk - erősítés beállítható ACS;
kV - erősítés forrás ACS.
A számos tényező az űrlap (
) A számlálóban megfelel az átmenetek száma a + 20dB / évtizedben, és a nevező - -20 dB / évtizedben. Az időállandó
, határozza meg azokat a frekvenciákat, ragozás az LACHH javító berendezés.
Kiszámítjuk a paramétereket a korrekciós eszköz:
Blokkséma korrigált ACS is képviselteti magát:
Ábra. 5 strukturális diagramja igazítani SAU
6. Számítás és az építőipar a tranziens válasz a korrigált SAU
6.1 kiszámítása fázisfrekvencia jellemző korrigált SAU
Kiszámítása PFC korrigált SAU alatt linkek
;
;
;
;
és az eredményeket a 3. táblázatban felsorolt. Alapján számított adatok konstrukciót LFCHH korrigált ACS. A jellemzők, egyértelmű, hogy a rendszer stabil.
Fázistöbblet - 57,5 °, az amplitúdó - 12 dB.