2) Проверить наблюдаемость, управляемость и устойчивость заданной части при
коэффициенте усиления усилителя .
3) Начертить структурную
расчетную схему заданной части, вывести уравнения вход-выход заданной части системы.
4) Построить модальное
управление по заданному времени регулирования и условию астатизма первого порядка.
5) Построить наблюдатель
Калмана для заданной части системы, перейти к управлению по оценкам переменных состояния,
время переходного процесса в наблюдателе положить равным .
6) Проверить устойчивость
замкнутой системы, построить переходные характеристики , воспользовавшись для моделирования пакетом SIMULINK
for Windows в системе MatLAB.
7) Осуществить выбор
электрической схемы усилителя мощности (по литературным источникам), построить схему
управляющего устройства вместе с наблюдателем на операционных усилителях и схему
всей системы.
3.ОПИСАНИЕ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ.
Рис.1. Функциональная
схема проектируемой системы.
Нагрузка – приводимый
в движение рассматриваемой системой агрегат
В качестве измерительных
преобразователей (чувствительных элементов) используются сельсины. Преобразователь
угла поворота выходного вала ИП-2 берется потенциометрическим. Потенциометрические
датчики обычно питаются от источника постоянного напряжения. Если измерительные
преобразователи работают на переменном токе, то на их выходе включается фазочувствительный
усилитель-выпрямитель, являющийся составной частью соответствующего ИП, т.е. его
коэффициент передачи учтен в заданном коэффициенте передачи чувствительного элемента.
Управляющее устройство
(УУ), принимает сигналы, поступающие с обоих ИП. В нем формируется напряжение, пропорциональное
управляющему воздействию, которое затем подается на усилитель мощности (УМ). В курсовой
работе синтезируется уравнение УУ и разрабатывается его схема на операционных усилителях.
4.УРАВНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1 Измеритель рассогласования.
В данной системе используется
измеритель рассогласования на сельсинах, схема которого изображена на рисунке 2.
Рис.2. Схема измерителя
рассогласования на сельсинах с фазочувствительным усилителем.
Измеритель рассогласования
следует считать безынерционным, так как его постоянная времени на несколько порядков
меньше постоянных времени остальных звеньев.
,
,
,
Уравнение измерителя
рассогласования:
, (1)
где - коэффициент передачи измерителя рассогласования.
(2)
Уравнение в переменных
состояния и уравнение вход-выход совпадают, так как данный элемент является безынерционным.
Сельсины являются индукционными
машинами, которые позволяют при постоянном напряжении на выходе получать на выходных
обмотках систему напряжений, амплитуда и фаза которых определяются угловым положением
ротора. Сельсины также позволяют преобразовать такую систему напряжений в соответствующее
ей угловое положение ротора или в напряжение, фаза и амплитуда которого являются
функцией системы входных напряжений и угла поворота ротора. Поэтому сельсины часто
применяются в качестве измерителей рассогласования следящих систем.