close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

МУ Следящий электропривод

код для вставкиСкачать
Лабораторная работа
СЛЕДЯЩИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ
Цель работы: разобраться с основными особенностями следящих электроприводов и исследовать точностные показатели однокоординатного и двухкоординатного следящего электропривода.
Краткие теоретические сведения
До сих пор все электроприводы, которые мы рассматривали, выполняли задачу регулирования скорости, однако существует большое количество промышленных механизмов, в задачу которых входит регулирование положения. Это прокатные станы, дуговые печи и многие другие установки, вплоть до зенитных орудий и космонавтики.
Электроприводы, решающие задачу регулирования положения делятся на позиционные и следящие. Следящий электропривод осуществляет перемещение рабочего органа по некоторой траектории с требуемой точностью в любой точке траектории. Определяет траекторию и характер движения по ней некоторый задающий орган, которым может быть как некоторый ручной задатчик, так и реально движущийся объект - объект слежения. Задающим органом могут служить командный валик, поворачиваемый вручную, копировальный палец в копировальных станках, космический объект, отслеживаемый радиотелескопом и т.п.
Таким образом, следящий электропривод своим рабочим органом отслеживает движение задающего органа. Режим слежения, осуществляемый автоматически по сигналу рассогласования между задающим органом и рабочим органом, называется автосопровождением. В общем случае, когда рабочий орган должен двигаться по пространственной траектории, для перемещения его центра тяжести требуются три индивидуальных электропривода, действующих по линейным (декартовым х, у, z) или угловым (полярным α, β, γ) координатам. Если по технологическим условиям рабочий орган, перемещаясь в пространстве, должен дополнительно поворачиваться относительно своего центра тяжести, то нужны пять индивидуальных электроприводов. К таким многокоординатным установкам относятся роботы и манипуляторы.
Основным показателем качества данных электроприводов следует считать точность слежения, т.е. разность между заданным и отработанным перемещениями в данный момент времени и в данной точке траектории рабочего органа. Этот показатель называется также рассогласованием, или ошибкой. Для угловой координаты это разность между задающим углом и углом исполнительного вала:
δ = Δθ = θ* - θ. Структурным признаком следящего электропривода является наличие отрицательной обратной связи по положению, а также наличие задающего органа или программы слежения. В общем виде структуру следящего электропривода можно рассматривать в виде, приведенном на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема следящего электропривода
В зависимости от типа регулятора положения РП передаточная функция разомкнутого контура регулирования положения КРП содержит различное число интегрирующих звеньев. В КРП с П-регулятором положения таких звеньев будет лишь одно - звено 1/р, представляющее механическую часть привода, преобразующую ω в θ. Тогда говорят, что следящий электропривод обладает астатизмом первого порядка по управляющему воздействию. В схеме с ПИ-регулятором таких звеньев уже два, т.е. следящий электропривод обладает астатизмом второго порядка. Порядок астатизма v = 3 можно считать практически максимальным и используемым редко, так как при этом следящий электропривод сохраняет устойчивость только при конечном диапазоне возможного изменения коэффициента усиления системы управления.
Порядок астатизма v = 1 получается, в общем случае, при настройке РП методом подчиненного регулирования на технический оптимум, а v = 2 - при настройке на симметричный оптимум. При увеличении любым способом порядка астатизма следящего электропривода уменьшаются его ошибки по каналу управления в квазиустановившихся режимах. Ошибки по каналу нагрузки также снижаются при увеличении v, но только за счет интегральных составляющих в регуляторах положения и скорости.
Ошибка, или рассогласование, следящего электропривода - это его основной технологический показатель. Однако абсолютное значение ошибки еще не полностью характеризует качество следящего электропривода в отношении его точности. Чем меньше значение δ можно получить в следящем электроприводе, тем выше качество, в первую очередь, измерителя рассогласования и датчика рассогласования, но еще не электропривода в целом. Сравним для примера два следящих электропривода: в первом реализуется точность δ = 10-3 рад при скорости ω = 5 рад/с, а во втором δ = 10-3 при ω = 50 рад/с. Очевидно, что первый электропривод по своему точностному качеству уступает второму, т.к. при одной и той же аппаратуре, измеряющей δ, второй следящий электропривод обеспечит то же рассогласование δ = 10-3 рад при скорости в 10 раз большей, чем у первого. Следовательно, второй электропривод при той же ошибке имеет большую производительность, а при той же производительности - меньшую ошибку, чем у первого. Таким образом, наряду с абсолютным значением ошибки другим важным точностным показателем следящего электропривода является его добротность. Добротностью называют коэффициент пропорциональности между управляющими и возмущающими воздействиями механической части электропривода, выходным сигналом которой является положение. Этими управляющими воздействиями является скорость электропривода ω=dθ/dt, ускорение ε=dω/dt=d2θ/dt2 и т.д., а возмущающими - момент сопротивления MC, т.е. добротность определяется как:
;;.
Для оценки качества важно значение добротности по той производной угла, порядок которой равен порядку астатизма v.
Исходные данные для расчета
Следует использовать параметры двигателя постоянного тока, взятые из лабораторных работ за прошлый семестр. Прочие параметры схемы регулирования определить из схемы моделирования.
Порядок выполнения работы
1. Настроить все регуляторы однокоординатного следящего электропривода. При настройке предполагать, что двигатель имеет постоянное возбуждение и регулируется изменением напряжения, подводимого к якорю, с помощью тиристорного преобразователя. При настройке необходимо ограничивать ток, чтобы его значение не превышало 2,5IН, и ошибку по положению, чтобы δ не превышала 0,01.
2. Определить добротность однокоординатного следящего электропривода в двух режимах: при ступенчатой заданной гистограмме перемещений (1) и при синусоидальной гистограмме перемещений (2). Режимы меняются цифрами в контексте. 3. Определить ошибку и добротность двухкоординатноого следящего электропривода при синусоидальной гистограмме перемещений. Особенностью этого привода является то, что приводы по обоим координатам имеют различия в параметрах на 5%.
3. Сделать выводы, подготовить отчет, приготовиться к защите. Отчет должен включать все расчеты и наиболее характерные графики. При подготовке к защите следует ознакомиться с основной учебной литературой.
Контрольные вопросы
1. В чем заключаются особенности следящего электропривода.
2. Поясните понятие "квазиустановившийся режим" следящего электропривода. В чем его отличие от понятия "установившийся режим" электропривода?
3. Поясните понятие добротности.
4. Какие методы используются для настройки регуляторов в следящем электроприводе?
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
617
Размер файла
45 Кб
Теги
электроприводу, следящий
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа