Составление структурной схемы в соответствии с полученным порядком астатизма

Система управления электроприводом включают регулируемый электропривод (РЭП) и следящий электропривод (СЭП), который реализуется из РЭП при организации обратной связи по положению.

СЭП используется для реализации электроприводов подач режущего инструмента или стола с обрабатываемой деталью.

В СЭП переходный процесс строится для положения рабочего органа – углового φ(t) или линейного l(t) перемещения (в 3-м контуре).

Для СЭП основным параметром является положение рабочего органа φ или l, подчиненным – скорость (ω) и ток (i).

Структурная схема трёхконтурной СЭП представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Структурная схема трёхконтурной СЭП

На рисунке 3.1 приняты следующие обозначения: Вх_i – входные сигналы, Y _i – выходные сигналы динамических звеньев; 1к, 2к, 3к – контуры регулирования (контур тока (зона нечувствительности), контур скорости (зона насыщения) и контур положения соответственно); K_Т, К_С ,К_П –коэффициенты передачи измерительных преобразователей в контурах тока, скорости и положения соответственно; РТ - - пропорционально-интегральный регулятор тока; PC – пропорциональный регулятор скорости; РП – пропорциональный регулятор положения.

На приведенных структурных схемах выделяются и идентифицируются динамические звенья, содержащие р в знаменателе передаточной функции. В соответствии с этим обозначаются входные (Вх_i) и выходные (Y _i) сигналы на этих звеньях. СЭП содержит пять входных и пять выходных сигналов.

3.3 Расчет переходных процессов в СЭП [ i ( t ), ω(t), φ(t) или l(t) ]

Переходный процесс по определенному параметру представляет собой графическое решение дифференциального уравнения, описывающего движение исследуемой системы по соответствующей координате. В этой связи переходные процессы по току и скорости в регулируемом электроприводе могут рассчитываться на основе решения соответствующих дифференциальных уравнений, составленных на основе электрического баланса (для силы тока) и уравнения моментов (для скорости) [1]:

.

Это выражение представляет собой дифференциальное уравнение в приращениях для силы тока, важным параметром в котором является Э.Д.С. преобразователя Е_тп, величина которой и ее поведение определяется действием соответствующих обратных связей по току и скорости. Изменение Е_тп определяет характер переходного процесса.

Решение данного уравнения позволяет получить кривую изменения i(t).

Переходя к приращениям и учитывая, что L_Я=Т_Э·R_Я, после соответствующих преобразований получаем:

,

,

.

После некоторых преобразований, находим:

,

где J – момент инерции привода, кг·м².

Данное выражение представляет собой дифференциальное уравнение в приращениях для угловой скорости. Решение этого выражения позволяет получить кривую изменения угловой скорости во времени ω(t).