Синтез системы автоматического регулирования фокусировки пятна

Курсовой проект - Компьютеры, программирование

Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



меняется ЛЭД с подвижной катушкой.

Поскольку оба типа ЛЭД являются одинаковыми по принципу действия и различаются лишь подвижностью составляющих их частей, уравнения, описывающие их поведение можно представить в виде

 

 

где: L индуктивность катушки;

R=Rк+Rум - сопротивление катушки и внутреннее сопротивление усилителя мощности;

I - ток катушки;

В магнитная индукция;

l длина проводника катушки в магнитном поле;

F сила действующая на катушку;

UУМ напряжение на выходе усилителя мощности,

или в операторной форме

 

(ТР+1) F=LлэдUум

 

где - постоянная времени ЛЭД;

- коэффициент передачи ЛЭД;

l = π dk W;

W число витков катушки ЛЭД.

На рис.8. показана структурная схема двигателя.

Рис.8.

 

Определяем длину проводника катушки в магнитном поле

 

l = π* dk * W = π * 0,01 * 50 = 1,571 (м)

 

Определяем коэффициент передачи ЛЭД:

 

= 1* 1, 571 / 2 = 0,785 (м /Ом)

 

Значение передаточной функции ЛЭД находим по формуле

 

Wдв (S) = Kлэд / (Т*S +1) = 0,785 / ( 10 4 * S +1)

 

1.2.3 Определение параметров объекта регулирования

Основная цель, стоящая при разработке подвески, обеспечить движение головки только по жестко заданным направлениям. Подвески могут быть с помощью линейных подшипников механического или электромагнитного типа и пружинных гибких направляющих. В первом случае перемещение в направлении регулирования ничем не ограничивается, а в перпендикулярных направлениях предотвращается путем выбора соответствующих подшипников с минимально возможными допусками у механических и максимальной жесткостью у электромагнитных. Тогда с учетом демпфирования в подвесе и диссинации энергии в катушке, уравнения движения подвижной части имеют вид

 

 

Так как головка имеет пружинную подвеску, то ее движение описывается уравнением

 

 

где с - жесткость пружин,

- коэффициент вязкого трения,

или в операторной форме:

 

где - постоянная времени пружинной подвески;

- относительный коэффициент затухания;

.

 

Плоские параллельные пружины, использующиеся в подвеске для системы фокусировки, должны иметь очень высокую жесткость при изгибе в направлении фокусирования жесткость должна быть мала.

Определяем постоянную пружинной подвески:

 

== 7,071*10 - 3

 

Определяем относительный коэффициент затухания

= = 0,011

 

Определяем коэффициент К:

 

К= 1/с = 1/200 = 0,005

 

Находим передаточную функцию объекта регулирования:

 

Wор (S) = Kор / = 0,005 / 0,00005*S2 + 0,00015*S +1

 

1.2.4 Определение передаточных функций разомкнутой и замкнутой систем

Находим передаточную функцию разомкнутой системы по формуле:

 

Wразомк. (S) = Wдп (S) * Wдв (S) * Wор (S) =

=(1,5*106*0,785*0,005)/ (10-6*S+1)(104*S+1)(0,00005*S2+10-4*S+1)=

= 5887,5/(0,00005*S2+10-4*S+1)

 

Находим передаточную функцию замкнутой системы по формуле:

 

Wзамк. (S) = Wразомк. (S) / (1 Wразомк. (S)) =

= 5887,5/(0,00005*S2+10-4*S 5886,5)

 

  1. Синтез корректирующего устройства

 

При синтезе корректирующего устройства нужно исходить из того, что объект регулирования - неизменная часть, а синтезу подлежат корректирующие устройства или регулятор - изменяемая часть системы.

 

Рис.9. Годограф нескорректированной системы

 

При отсутствии корректирующего устройства КУ, то есть при Wку(s)=1, получены следующие характеристики:

 

Рис.10. ЛАЧХ и ЛФЧХ нескорректированной системы

 

Приведённые выше характеристики были получены при общем коэффициенте усиления разомкнутой системы K, при котором должна обеспечиваться заданная точность xmax.

Так как данная система статическая , то общий коэффициент усиления разомкнутой системы определяется из соотношения:

 

 

При подстановке числовых значений получаем, что

 

К = 499

 

Об устойчивости системы можно судить по ее годографу (АФХ). В устойчивой системе кривая годографа не должна охватывать точку с координатами (-j, 0).

В данном случае полученная система неустойчива и поэтому производим расчет корректирующего устройства, используя частотный метод синтеза, основанный на построении желаемой ЛАХ.

После ввода корректирующего устройства были получены следующие характеристики:

 

Рис.11. Годограф с КУ

 

Рис.12. ЛАЧХ и ЛФЧХ с КУ

 

При построении характеристик (смотри рис.12) было произведено масштабирование по оси частот, то есть частота была уменьшена на три порядка (в 1000 раз).

Значит реальное корректирующее устройство имеет следующие параметры

 

0 = 3090 (1/с).

0,0006054 (сек.)

= 0,0001009 (сек..)

 

запишем передаточную функцию реального КУ:

 

 

Определяем запас устойчивости по фазе и по амплитуде (см. рис.12.):

запас устойчивости по фазе на частоте среза c равен 57, запас устойчивости по амплитуде равен , определяемый на частоте где ()=-180, 7 дб.

При задающем воздействии, равным единице (f (t) =1), процесс регулирования выглядит следующим образом (см. рис.13.).

 

Рис.13. Процесс регулирования.

 

3. Заключение

 

В данной курсовой работе были выполнены следующие задачи:

  • Построение характеристик (годограф, ЛАЧХ и ЛФЧХ) разомкнутой системы без корректирующего устройства и с корректирующим устройством;
  • Расчёт передаточных функций отдельных звеньев и передато

s