WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Автоматизація каліброваного верстата моделі IК 825 Ф2 - Курсова робота

Автоматизація каліброваного верстата моделі IК 825 Ф2 - Курсова робота

системи
Тм
0.0606 з
Постійна часу тиристорного перетворювача
Т
0.007 з
Сумарний опір якірного ланцюга електродвигуна
R
0.031576 Ом
Сумарний момент інерції системи електропривода
J
20.625 кг*м2
Коефіцієнт підсилення тиристорного перетворювача
Ктп
67.17
Максимальний кут відмикання тиристорів
max
81° 37'
2.4. Підбір і розрахунок автоматизуючих пристроїв.
Синтез системи автоматичного регулювання
Для забезпечення необхідних статичних і динамічних параметрів визначимо необхідну структуру системи.
Оскільки необхідно регулювати потужність різання, то система повинна мати контур потужності.
Тому що потрібно гарна динаміка, те необхідні контуру струму і швидкості.
Оскільки вимог до статичної помилки по швидкості не пред'являється, те можна використовувати пропорційний (П) регулятор швидкості. Регулятор струму в будь-якому випадку - пропорційно-інтегральний (ПІ).
Оскільки основною вимогою до потужності є стабілізація її на заданому рівні з точністю 5%, те необхідно застосувати пропорційно-інтегрально-диференціальний (ПІД) -регулятор потужності, якщо при цьому інтегральна і диференціальна частини регулятора будуть значимі.
Виходячи з вищевикладеного, можна провести синтез відповідної системи регулювання - трьохконтурний, із внутрішніми контурами струму і швидкості двигуна і з зовнішнім контуром потужності різання.
Розрахунок контуру струму
Рис. 2.5.Структурна схема контуру струму
Регулятор струму організований по пропорційно-інтегральному (ПІ) закону керування з настроюванням на модульний оптимум. Регулятор для забезпечення необхідних динамічних параметрів повинний компенсувати електромагнітну постійну часу системи Тэ, а також малу постійну часу контуру струму Тот.
Тоді передатна функція регулятора струму буде мати вигляд:
(2.38)
де рт - постійна часу токового контуру;
(2.39)
Крт - пропорційна частина регулятора струму, визначається по формулі:
(2.40)
де Тот - мала постійна часу контуру струму;
Тот = 2 * Тэ = 2 * 0.007 = 0.014 з (2.41)
Кот - коефіцієнт зворотного зв'язку по струму, визначається по формулі:
Кот = Кдт * Кш = 60.95 * 1.875*10-4 = 1.143 * 10-2 (2.42)
де Кдт - коефіцієнт підсилення датчика струму;
(2.43)
Кш - коефіцієнт підсилення вимірювального шунта;
Підставивши (5.3) - (5.6) у (5.2), одержимо:
(2.44)
Підставивши (2.44) у (2.39), одержимо:
(2.45)
Розрахунок контуру швидкості
Рис. 2.5. Структурна схема контуру швидкості
Регулятор швидкості організований по пропорційному (П) законі керування з настроюванням на модульний оптимум. Регулятор для забезпечення необхідних динамічних параметрів повинний компенсувати електромеханічну постійну часу системи Тм, а також малу постійну часу контуру швидкості Тос.
Тоді передатна функція регулятора швидкості буде мати вид:
(2.46)
де Тос - мала постійна часу токового контуру;
Тот = 2 * Тот = 4 * Тэ = 4 * 0.007 = 0.028 с (2.47)
Кос - коефіцієнт зворотного зв'язку по швидкості, визначається по формулі:
В*с (2.48)
Підставивши динамічні параметри системи, а також (5.15) - (5.16) у (5.14), одержимо:
(2.49)
Розрахунок контуру потужності і процесу різання
Рис. 2.6. Структурна схема контуру швидкості
Контур потужності будемо розраховувати на стабілізацію рівня потужності різання в межах 90 5% номінальної потужності двигуна, що складе 93 4% потужності різання. Такі дії правомочні, оскільки для розрахунку необхідної потужності двигуна був прийнятий теоретично найважчий варіант роботи - з важко оброблюваного, але часто використовуваного матеріалу різцями зі швидкорізальної сталі при максимальних діаметрі заготівлі і величині подачі різця.
Згідно (2.1) - (2.11), у даному конкретному випадку потужність різання визначається наступним виразимо:
Ррез = 7870.66975 * V кВт (2.50)
де V - швидкість різання.
Необхідна в даному випадку швидкість різання згідно (2.5) складає 8.66 м/хв. Розрахуємо коефіцієнт передачі передавального механізму (коробки швидкостей):
м*с/хв (2.51)
Постійна процесу різання згідно [1] визначається в такий спосіб:
напруги (2.52)
где nш - швидкість обертання шпинделя, що визначається по формулі:
об/хв (2.53)
де Dдет - діаметр встановлюваної в центрах заготівлі.
Підставивши (2.53) у (2.52), одержимо:
с (2.54)
Для стабілізації потужності без затягування перехідного процесу наростання потужності необхідно, щоб зворотний зв'язок по потужності включалася при перевищенні потужністю рівня стабілізації (тобто максимально припустимої потужності), для чого необхідна зона нечутливості по потужності. Оскільки уніфікована блокова система регуляторів (УБСР) розрахована на максимальну напругу 8 В, те й обмеження по потужності, виконане на елементах УБСР, буде відповідати Uср = 8 В. Тоді коефіцієнт датчика потужності можна розрахувати з наступних розумінь, що при потужності, рівній потужності стабілізації, напруга зворотного зв'язку по потужності повинне досягти напруги порівняння, тобто:
В / Вт (2.55)
де Рст - рівень стабілізації потужності.
Для розрахунку регулятора потужності необхідно розрахувати максимальне завдання, що буде подано на вхід регулятора потужності для досягнення рівня стабілізації. Це завдання розраховується з умови того, що при потужності стабілізації завдання відповідає максимальної потужності, а при максимальній потужності завдання на потужність дорівнює нулю. Таким чином, необхідна напруга завдання можна визначити по формулі:
(2.56)
Оптимізація контуру потужності ведеться по симетричному оптимумі.
Оскільки датчик потужності виконується на базі датчиків струму і швидкості, то він буде володіти деякої інерційністю. Постійна часу датчика потужності стандартної реалізації знаходиться в межах 0.003-0.006 с. Оскільки в даному випадку датчик потужності реалізується з використанням мікросхем, що прискорює роботу, приймемо постійну часу датчика потужності Тдм = 0.004 с.
Тоді, згідно Рис.2.6., для компенсації всіх постійних необхідна наступна передатна функція регулятора потужності:
(2.57)
Підставивши значення постійних часу і коефіцієнтів передачі, одержимо:
" пропорційна частина регулятора потужності Кпрм = 7.3529;
" інтегральна частина регулятора потужності Кирм = 0.0338;
" диференціальна частина регулятора потужності Кдрм = 0.0029.
Таким чином, інтегральна і диференціальна частини виявилися незначущими в порівнянні з пропорційною
Loading...

 
 

Цікаве