Формирование скоростного контура привода ГН

 

Проектирование замкнутого по скорости привода подразумевает выбор усилительных устройств, корректирующих и сглаживающих устройств, обеспечивающих наилучшие динамические характеристики (точность, диапазон регулиро­вания, неравномерность движения на малых скоростях).

Пользуясь теоретическими положениями, описанными в литературе [1,7], разработаем структурную и функциональную схемы скоростного контура привода горизонтального наведения и стабилизации ОЭС.

Функциональная схема скоростного контура следящего привода ГН представлена на рисунке 9.1.

Совокупность усилительных, корректирующих и сглажи­вающих устройств образуют систему управления приводом.

Функциональная

схема скоростного контура.

Рисунок 9.1.

 

Структурная схема скоростного контура следящего привода ГН представлена на рисунке 9.2.

Структурная
схема скоростного контура.

Рисунок 9.2.

 

е в пункте 8 найдем передаточную функцию ЭДВ, находящегося под нагрузкой.

(9.1)

(9.2)

где W_ДВ(р)- передаточная функция ЭДВ, находящегося под нагрузкой.

Построим для передаточной функции двигателя логарифми-ческие амплитудную и фазовую частотные характеристики (ЛАЧХ и ЛФЧХ), по методике изложенной в литературе [3].

L_ДВ(w)= 20×lg(|W_ДВ(р)|), (9.3)

где L_ДВ(w)- логарифмическая амплитудная частотная характеристика двигателя под нагрузкой.

j_ДВ(w)= arg(W_ДВ(р)), (9.4)

где j_ДВ(w)- логарифмическая фазовая частотная характеристика двигателя под нагрузкой.

Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики двигателя под нагрузкой представлены на рисунке 9.3.

Двигатель приводит в движение нагрузку с помощью вала, нижняя частота собственных колебаний которого fk = 100 Гц (оговорено в ТЗ). Передаточная функция вала представляет собой колебательное звено:

, (9.5)

где ,-постоянная времени колебательного звена, Т_К = 1,592 мс;

x_К – показатель колебательности, x_К = 0,1..0,15, примем

x_К = 0,125

Система «двигатель-вал-нагрузка» имеет передаточную функцию:

W_ДВК(р)= W_ДВ(р)× W_К(р) (9.6)

Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка»:

L_ДВК(w)= 20×lg(|W_ДВК(р)|) (9.7)

где L_ДВК(w)- ЛАЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка».

j_ДВК(w)= arg(W_ДВК(р)) (9.8)

где j_ДВК(w)- ЛФЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка».

ЛАЧХ и ЛФЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка» представлены на рисунке 9.4.

Чтобы обеспечить запас по фазе системы в пределах 30⁰¸ 60⁰ и максимально-возможную частоту среза w_СР, скорректируем систему «двигатель-вал-нагрузка». Выберем частоту среза w_СР= 80 c^-1 (f_CP= w_СР/2×p, f_CP= 12,732 Гц).

Запас по фазе, в данном случае, равен:

Dj = 180⁰+ j_ДВК(w_СР)= 52,712⁰.

Чтобы скорректировать систему «двигатель-вал-нагрузка» поднимем её ЛАЧХ на величину L_ДВК(w_СР), т.е. помножим W_ДВК(р) на коэффициент:

(9.9)

К_СР = 185,922

Таким образом, передаточная функция скорректированной системы «двигатель-вал-нагрузка», будет выглядеть следующим образом:

W_ДВККОР(р)= К_СР×W_ДВ(р)× W_К(р) (9.10)

Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной системы «двигатель-вал-нагрузка» по следующим формулам (соответственно):

L_ДВККОР(w)= 20×lg(|W_ДВККОР(р)|) (9.11)

j_ДВККОР(w)= arg(W_ДВККОР(р)) (9.12)

ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной системы «двигатель-вал-нагрузка» представлены на рисунке 9.5.

Определим коэффициент разомкнутой системы следующим образом:

(9.13)

К_Р = 13,547

Логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики двигателя под нагрузкой.

 

1 – Логарифмические амплитудная частотная характерис-тика двигателя под нагрузкой L_ДВ, дВ;

2 - Логарифмические фазовая частотная характеристика двигателя под нагрузкой j_ДВ, ⁰.

Рисунок 9.3.

ЛАЧХ и ЛФЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка».

1 – ЛАЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка» L_ДВК, дВ;

2 - ЛФЧХ системы «двигатель-вал-нагрузка» j_ДВК, ⁰.

Рисунок 9.4.

ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной системы «двигатель-вал-нагрузка»

 

1 – ЛАЧХ скорректированной системы «двигатель-вал-нагрузка» L_ДВККОР, дВ;

2 - ЛФЧХ скорректированной системы «двигатель-вал-нагрузка» j_ДВККОР, ⁰.

Рисунок 9.5.