онансних підвісів, у яких область статичної стійкості дещо менше. [7]
Пасивні електростатичні підвіси мають малим ефектом запізнювання в контурах управління, що дозволяє пред'являти менш жорсткі вимоги до величини необхідної для сталого зовнішнього демпфірування.
Для електростатичного резонансного підвісу характерна структурна динамічна не стійкі, при відсутності зовнішнього динамічного демпфірування, також вони володіють малою вантажопідйомністю.
Найбільше застосування отримали пасивні електростатичні підвіси в гіроскопах, акселерометрах.
. 2.11 Комбіновані підвіси
Також своє застосування знайшли комбіновані підвіси, які грунтуються на пасивних схемах регулювання (електромагнітний підвіс з резонансною ланцюгом, електростатичний резонансний підвіс). Для підвищення ефективності сілообразованія один з параметрів підвісу (частота, напруга) самостійно регулюється, в залежності від положення зважуваного тіла, та інформації знімається з самого підвісу. До комбінованих магнітним підвісів ставляться так само многоосниє системи, в яких зважування по одним осях відбувається за рахунок пасивних схем, а по інших осях в силу різних причин - активними схемами. [7]
Важливими областями застосування комбінованих підвісів є металорізальні системи, а так само в верстатобудівної промисловості.
2. Проектний розрахунок системи підвісу
. 1 Структурна модель
Для побудови математичної моделі системи, в першому наближенні, розглянемо систему з одним ступенем свободи (одновісний підвіс). Дане спрощення необхідно для отримання основних залежностей і синтезу регулятора.
За допомогою керованого електромагніту, куля повинна знаходитися в нерухомому, підвішеному стані. Це можливо, якщо магнітна сила буде врівноважувати вага кулі. Принципова схема представлена ??на малюнку 2.1.1.
Малюнок 2.1.1? Принципова схема стенду
Через неоднорідне магнітне поле котушки, точно розрахувати сили опору проблематично. З цієї причини поведінку об'єкта управління має бути описано з урахуванням нелінійності характеру сили магнітного опору, яка залежить від струму I і величини повітряного зазору.
У положення рівноваги призводить сума сил діючих на кулю,
т.е. , Де? магнітна сила,? сила тяжіння.
На малюнку 2.1.2 представлена ??принципова схема Трехосевой магнітного підвісу.
Малюнок 2.1.2? Принципова схема Трехосевой магнітного підвісу
Основною перевагою Трехосевой магнітного підвісу є те, що переміщення керованого об'єкта можна буде здійснювати по трьох осях, за рахунок цього буде збільшена точність переміщення об'єкта.
Fm=+ +
де? магнітна сила,? сила тяжіння.
2.2 Математична модель
Для розробки математичної моделі проектованої системи, необхідно розглянути електричну модель і еквівалентну їй механічну модель.
Сила, яку електромагніт чинить на кулю, залежить від струму в електромагнітній котушці і величини повітряного зазору.
На малюнку 2.2.1 б) представлена ??статична тягова характеристика електромагніту з його лінеаризацією навколо робочої точки.
а) графік залежності сили від струму; б) тягова характеристика електромагніту.
Малюнок 2.2.1? Характеристики електромагніту
Тягова характеристика електромагніта на малюнку 2.2.1 (б) в порівнянні з характеристикою пружини на малюнку 2.2.2 має інший характер. Лінійна характеристика пружини має безперервний позитивний підйом. Відхилення викликає силу пружності. Вона спрямована в протилежний бік відхиленню, і прагне повернути величину відхилення в початкове положення, тобто сила пружини надає стабілізуючу дію. Відносно магнітної сили такого не відбувається.
Магнітна сила випливає з правила зворотних квадратів, тобто, чим більше відстань між магнітом і якорем, тим менше буде магнітна сила.
Знак нахилу статичної тягової характеристики в робочій точці на малюнку 2.2.1 (б), визначає стабільність. Цей нахил позначається в технології магнітних підшипників за аналогією з жорсткістю пружини, як жорсткість об'єкта регулювання. На малюнку 2.2.1 (б) видно, як по похилій кривої, виникає негативна жорсткість. У нерегульованого об'єкта управління є негативна жорсткість, яка призводить до того, що нерегульований об'єкт управління є нестійким. З цієї причини нерегульований електромагніт нестабільний і йому необхідна стабілізація за допомогою регулятора.
Малюнок 2.2.2? Характеристика пружини
На практиці при проектуванні регулятора використовують лінеаризовану модель. З цієї причини неліній...
