Выбор схемы и расчёт корректирующего устройства

Из рисунка А.1 видно, что передаточная функция корректирующего устройства:

,

где Т_к1=0,042 с, Т₂=0,035 с.

На частотах ω<ω₃ L_ОС(ω) представляет собой прямую с наклоном +20дБ/дек, имеющую локальный наклон +40дБ/дек в интервале ω_к1<ω<ω_к2.

Характеристика с наклоном +20дБ/дек принадлежит идеальному дифференцирующему элементу. Поскольку входной величиной обратной связи является угол поворота электродвигателя, в качестве такого элемента выбираем тахогенератор с передаточной фукцией:

 Выбор тахогенератора, он должен отвечать следующим требованиям:

1. Номинальная скорость вращения тахогенератора должна быть приблизительно равна или несколько больше номинальной скорости  двигателя.

 2. Момент инерции тахогенератора должен быть меньше момента инерции двигателя.

Выбираем тахогенератор серии ТП 20-6-0,5.

Технические характеристики тахогенератора представлены в таблице 10.

Таблица 10 – Данные тахогенератора типа

Как видно из таблицы 10, выбранный тахогенератор полностью удовлетворяет предъявляемым условиям.

Для получения локального наклона +40дБ/дек последовательно с тахогенератором следует включить активный фильтр с передаточной функцией:

.

Схема коррекции представлена на рисунке 11:

Рисунок 11 – Схема корректирующего устройства

На частоте ω=1 будем иметь 20lg(К_ОХВ) = 20lg(К_ОС) = 28,8 дБ.

Отсюда 20lg(К_ОС) = -28,8дБ, следовательно К_ОС = 0,036.

С другой стороны, К_ОС=К_ТГ·К_Ф. Выразим отсюда К_Ф=К_ОС/К_ТГ=0,036/0,057=0,637.

(12)

При расчёте номиналов сопротивлений фильтра следует учитывать, что сопротивление нагрузки тахогенератора должно быть не менее 10 кОм, что будет способствовать минимизации погрешности от нелинейности функции преобразования.

Расчет фильтра, используемого в корректирующем устройстве, ведётся в соответствии с методикой, изложенной в /2/.

Зададимся R₁=10 кОм, тогда, согласно (12), R₂=К_Ф·R₁=0,036·10=0,36 кОм.

Номинальные значения емкостей определяются из соотношений:

Следовательно, зная из графика ЛАХ обратной связи (рисунок А.1) постоянные времени Т_к1=0,042 с, Т₂=0,035 с, найдём номинал ёмкости, используемой при построении фильтра: С1=T_к1/R₁=0,042/10·10³=4,2 мкФ,

Справочные данные резисторов и конденсаторов, взятые из /5/ и /7/ соответственноприведены в таблицах 10 и 11.

Таблица 10 – Резисторы, используемые при проектировании фильтра

Таблица 11 – Конденсатор фильтра

Корректирующее устройство выполнено на микросхеме К140УД7. Данные на микросхему приведены выше в таблице 8.

Найдём коэффициент усиления охваченных элементов при подключении корректирующего устройства:

.

Таким образом, коэффициент усиления уменьшился в два раза. Для его компенсации в предварительный усилитель введём еще один усилитель напряжения, собранный на операционном усилителе, с коэффициентом усиления равным двум.