LL> Схема взаємодії електропривода і процесу різання наведена на рис. 3:
Рис. 3 - Схема взаємодії електропривода та процесу різання
САР регулює вихідну координату процесу різання із заданою точністю. Процес різання на схемі позначений функціональним блоком ПР, керуюча координата ПР позначена Х, рівноваги вплив f. Передавальне пристрій - це механічна система, перетворює механічну енергію вала двигуна в механічну енергію керуючого впливу процесом різання. ПУ є лінійним ланкою. З точки зору динаміки є апериодическим ланкою першого порядку з постійною часу. Двигун Д перетворює електричну енергію в механічну енергію обертання валу. Двигун є машиною постійного струму з незалежним збудженням. Збудження машини здійснюється обмоткою ОВС. Потік збудження в процесі регулювання не змінюється і залишається рівним його номінального значення. Регулювання швидкості двигуна здійснюється зміною напруги якоря U.
Перетворювач електричної енергії (ПЕ) перетворює електричну енергію промислової мережі трифазного змінного струму в електричну енергію постійного струму і регулює величину вихідної напруги U, живильного ланцюг якоря двигуна Д. Перетворювач енергії є лінійним ланкою. Вихідна напруга U дорівнює номінального значення при напрузі управління 10 В. З точки зору динаміки процесу ПЕ являє собою апериодическое ланка другого порядку з постійними часу і.
УС - підсилювач, є безінерційним ланкою, посилює напругу, що надходить від коригуючого пристрою. p> КУ - коригуючий пристрій. Коригуючий пристрій коригує динамічні властивості САР. Статичний коефіцієнт передачі КУ дорівнює 1. p> БЗ - блок завдання, що складається з джерела стабілізованої напруги і резистора R3, задає напругу Uз величина якого визначає величину завдання вихідної координати САР.
ДУ - вимірювальна система вихідний координати процесу різання. З точки зору динаміки являє собою апериодическое ланка першого порядку з постійною часу Т ДУ . При номінальному значенні вихідної координати видає напругу Uос = 5 В.
С - суматор на базі операційного підсилювача, безінерційною ланка з коефіцієнтом передачі рівним 1. Підсумовування здійснюється за алгоритмом Uс = Uз-Uос. p> Функціональна схема буде виглядати так (рис. 4):
В
Рис. 4 - Функціональна схема САР
Інакше, за алгоритмом функціонування дана САР є стежить. У ній вихідна величина - швидкість різання - регулюється за заданою точністю при зміною напруги на вході, тобто система керує вихідний координатою. На вхід системи подається напруга Uз, відповідне заданої швидкості різання. Ця напруга порівнюється з напругою Uос, вступників з датчика зворотного зв'язку. Якщо існує ненульова різниця цих напруг - помилка регулювання e, то вона з відповідним знаком надходить на КУ, УС, ПЕ. ПЕ таким чином змінює напругу на своєму виході, щоб звести помилку регулювання - шляхом зміни швидкості обертання двигуна до мінімуму або нулю. Якщо на систему діють обурення, то система зі зворотним зв'язком буде компенсувати ці обурення, підтримуючи швидкість різання постійною.
3. Визначення математичної моделі ОУ і керуючого пристрою основного контуру
Структурну схему складемо на підставі функціональної схеми, використовуючи дані курсової роботи з САУ
Перетворювач енергії , з точки зору динаміки процесу є апериодическим ланкою другого порядку. Його передавальна функція:
В
Значення постійних часу T 1 і T 2 дано у вихідних даних, а значення коефіцієнта передачі знайдемо з умови номінального значення напруги якоря двигуна.
Відповідно до системи рівнянь:
;
В
двигун можна представити у вигляді такої схеми (рис. 5):
В
Рис. 5 - Схема електроприводу
Передавальна функція двигуна розраховується наступним чином:
В
;
кг * м 2 ; звідки:
, де
(рад/сек); (кг * м 2 );
;
Передавальна функція має наступний вигляд:
В
Передаточне пристрій є лінійним ланкою. Знаючи номінальні значення частоти обертання вала двигуна і подачі на зуб фрезерного верстата, запишемо передавальну функцію:
,
= 0,008
В
тоді Wпу (р) = [мм * хв/(зуб * об)]
Процес різання як об'єкт управління з урахуванням збурень опишемо використовуючи формулу (4). Але описаний процес різання буде нелінійним ланкою, а в даній частині ТАУ ми вивчаємо лінійні ланки. Тому нам доведеться линеаризовать це ланка. Для цього побудуємо графік зміни похибки обробки від подачі і проведемо дотичну в робочій точці цієї залежності (рис. 6).
О” [мкм]
S [мм/об]
Рис. 6 - Лінеаризація процесу різання
Рівняння дотичній буде мати вигляд:
В
Для отримання ...
