Сварка в машиностроении.Том 4 (Николаев Г.А. - Сварка в машиностроении), страница 4

мха Ю х а1с с х ха с,х а а Ь с х хсн мхо с о с.х а~ = о а -" х с ад аас х н х аао м Хам х з оса ахи ОЪ' с х с оха анх х ° ох маса оса св. ссо а ° ха й» сх х и сйх с схх ° с с ооо 11ередаточные функции и статические ошибки системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш 19 ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ФУНКЦИИ И СТАТИЧЕСКИЕ ОШИБКИ СИСТЕМЫ И вЂ” А — Д вЂ” Ш По структурным схемам И вЂ” А — Д вЂ” Ш о МРДП, АРДС и АРНД получены передаточные функции и статические ошибки регуляторов для всех наиболее характерных возмущений н четырех изучаемых величин, представляющих наибольший интерес для сварщиков: глубины 6п провара, нкс-параметра хш шна, напряжения ид дуги и тока 1д дуги.

Имея выражения передаточных функций системы И вЂ” А — д — Ш и законы возмущающих воздействий, применив приемы, известные из теории автоматического регулирования [4], рассчитывают установившиеся динамические ошибки н переходные характеристики системы для любого из четырех выходных параметров. В выражениях передаточных функций и статических ошибок системы И вЂ” А— Д вЂ” Ш приняты следующие обозначения. Возмущающие факторы, возмущения): 1д — длина дуги, мм; йс — напрякение сети, В; о,с — скорость сварки, мм/с; оп — скорость подачи электродной проволоки, см/с.

Выходные параметры: йп — глубина провара, мм; хш — какой. либо другой параметр шва; ид — напряжение дуги, В; (д — ток дуги, А. Коэффициенты передачи некоторых ветвей структурных схем (введены с целью сокращения записи передаточных функций): При расчете ошибок регулирования значения йпс йгн йхн йгсс и йхсс следУет подставлять в выражения передаточных функций и статических ошибок с отрицательным знаком (в соответствии с характером реальных функциональных зависимостей) — см.

табл. 1. Передаточные функции Ф (в) и статические ошибки Л системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш а МРДП. 1. При возмущении по длине дуги: а) Ф (в) = (Тдв + 1) [Кгн (Тпсв + 1) + Кгт[ [Но (в)] '1 ~д ап апп = Кг [Но (О)] 1д[ б) Ф(в) = (Таз+ 1) (Тдв -[- 1) [Кхн (Тпсв+ 1) + Кхт] [Но (в) (Тхв+ 1)] т1 ~д "ш Ахш = Кх [Но (О)] х(д~ в) Ф (в) = пд (Тих+ 1) (Тп,з+ 1) (Тнв+ 1) [Но (в)]-'1 гд-ид Лид = Й~ [Но (О)] Чд; г) Ф (3) = йдйпс (Тиз+ 1) (Таз+ 1) [Но (3)] т) Методика определения -тклонений паразгетров сварного шва 11ередаточные функции и статические ошибка систе.иы Н вЂ” А — д — Ш 21 2.

При возмущении по напряжению сети: а) Ф (з) = )гтс [(гдтйгн + Фгт (Тдз + 1И [Нн (зИ-т; и — и с п огги (Г с Р дткгн + (ггт] [Но (ОН ис) 6) Ф (з) = (гтс ((гтн [абдт (Тнз+ 1) + ~дг)гд)ггт(Таз+ 1Н+ пс — х| + )гхт (Т„з + 1) [Тиз + 1 — йдгК, н) ! [Н, (з) (Тхз + 1И х; Ахш = )гтс (~'тн [~дт+ ~дгйд(ггт) + )г.т [1 — (гдгКгн] ) [Но (ОН и с[ в) Ф (з) = ~тс Йдт(Тиз+ 1) + йдтйнйгт (Тдз -)-1Н [Но (з)1 "~ и — и с в Аид = (гтс Йд т + йдгМгт! [Но (ОН 'и с' г) Ф (з) = (гтс (Таз + 1) [Т з + 1 - йд гКгн)[Но (з Н т) и с в '~~д = )гтс [1 — йдгКгн) [Но (О)1 ™с. 3, При возмущении по скорости сварки: и) Ф (з) = ~гсс [(Тисе+1) (Таз+1) — (гдт)гпс) [Нн (зН ', пгс ' и Ми = )ггсс [1 — (гдт~пс] [Но (ОН 'и сс б) Ф(з) = -',ссйдг(Таз+1) [Кхн(Тпсз+1)+Кгт1 [Но(з) Рхз+1И ~ [ "сс хш + ч, с (Т,з+ 1) ', -1 Ах1н = ]йгссвдг 1Кхн+ Кгт) [Но (ОИ + )глсс) осс) в) Ф (з) = (ггсс)гдйдг (Тпсз+ 1) (Тоз + 1) 1Но (зН ', "сс "д Лиа = йгссйийдг [Но (ОИ пес; ") Ф (з) = )ггссйд(гдг(гис (Тнз + 1) [Но (зИ огс 'д ! А(д = Мссйдйдгапс [Но (ОИ асс.

Характеристический полнном И вЂ” А — Л вЂ” Ш с МРЛЛ Но (з) = (Тиз + 1) [Тисз+ 1) (Тдз + 1) ггдт"пс] ггдг (Таз+ 1) Х Х [Кгн (Тиса + 1) + Кгт]~ Но (О) = 1 — ) дт~пс -~„„Кг. Передаточные функпии Ф (з) и статические ошибки Л системы И вЂ” А — Д вЂ” Щ с АРФ.

1, При возмущении по скорости подачи электродной проволоки; а) Ф(з) =(Т з+1)(Т з+ 1)[К„„(Т2з + и — л п п + Тгз+1)+ Кгт (Тцвз+ 1Н [Нн (зИ '1 Адп = Кг [Но (ОН 'оп! б) '( ) = Р. + 1) 1Тд +1) [Т. +1') [Кп. Юз'+ Т + 1) + пп "ш + Ккт (Тцвз + 1 И [Но (3) (Т„з + 1 И з) Ахш = Кх [Но (ОН 'оп' в) Ф(з) =йд(Т,з + Т,з+ )(Тэз+1)[Т з+1) (Тиз+1) [Но(з)1 оп — пд Аид =(гд [Но(ОН 'оп' г) Ф(з) = (гд(гпс (Тцвз+1) (Тэз+1) (Тдз+1) (Тиз+1) [Но (зН з) оп — ю'р А(д = )гд)гпс [Но (ОН 'оп 2. При возмущении по длине дуги: а) Ф(з) = [з+ а ) (Т з+ 1)'1Т з+ 1) [Кгн [Т2 ~+ Т з+ 1) -) ~д ~п + Кгт(Тцвз+ 1И [Но (зН-', ААп = ~свКг [Но (ОН '(д[ Ф (з) = (з+ "св) ~Тэз+ 1) (Таз+ ) (Тнз+ ) [Кхн ~Т~з -1- Т1з+ гу '[" ! — хш +Кхт(Тцвз+1Н [Но(з) (Т,сз+1Н '-1 Ахш = ~свКх [Но (ОН '(д[ в) Ф(з) = (гд [з+(гсв) (Т2з + Тр+ 1) Х Сд-пд Х(Тэз+ 1) (Тдз+ 1) (Тиз+ 1) [Но (зН т) Аид = (гсв~д [Но (ОН (д] И) Ф(з) =(гдйпс(з+)гсв) (Тцвз+1) (Тэз+ 1) (Тдз+1) (Тиз+1) [Но(зН '1 1 -зд А(д = (гсв)гдйпс [Но (ОН (д.

3. При возмущении по скорости сварки: в) Ф(8) = А Нз+ )г ) [Т 3-)-1)[(Т 3+1)[Т2зт+ Т1з+1) А )г Х со="и Х (Тцвз+1)1 — (Таз+1) [Ксв (Тзз + Т,а+1)+ + Кст (Тцвз+ 1Н [ [Но (зН 1 '(1"п = "гсс [)гсв (1 — ~дт(гпс) — Кс1 [Но (ОН "сс! 22 Методики определения отклонений параметров сварного шва передаточные функции и статические ошибки системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш 23 = [Ягссндг (в + йсв) (Тэв+ !) (Тдв+ 1) [К,н Х хш Х(т222+т в+1)+К„,(тц, +1 )[Н,()) — '-(-й„,)(т [ !) — ' ° Ахш = [йгссйд йсвКх [Но (ОН '+ й,с,) 0„', ) () =~гссйдг~д(в+йсв)(72в'+т, +1 (тэ, + !)(т в+ !)[Н,(,))-' "сс Ил бид = йгссйдгйдй.в [Но (ОН 'о сс', г) Фо (в) = вгссндгндйпс (в+ йсв) (Тцвз+ 1) (Тзв+ 1) (Тдв+ 1) [Н (вН й(д = йгссйлгйдйпсйсв [Н» (ОН осс -1- 4. Прн возмущении по напряжению сети (для сварочных выпрямителей и трансформаторов): а) Ф(в) = итс (Ягн [Ядт(в+ йсв) (7»в+1)+Ядйст (Тле+ 1Н+ с п +нг [(3+ й в) (Тэз+ 1)(тле+!) — К И [Н»1(зН Айп = йтс (йгн [йдтйсв+ йдйст! + йгт [йсв — Кс»1 ! [Нот (О)! ис' б) ф (в) = йтсйхн ((в+ всв) (7 »в+ ) [йдт (Тнв + !) + ьдг (Тдз + 1) ьдьгт1 [ и — хш + (7лв+ 1) (Тив+ !) »днст! [Нот (в) (Тхз+ Н ~+ йтсйхт ((Тле+!) (в+ + ясв) (Тэв+ !) [Тив+ 1 йдгКгн! (Тнз+ 1) Ксн! [Н»1 (в) [Тхв + 1Н Ахш = лтсйхн 1лсв [ьдт+ ьдгьльгт! + ьдьст) [Нот (ОН ис+ йтсйх~ Х Х (йсв [! йдгКгн! Ксн1 [Нот (ОН йс! в) Ф (в) = йтс ((в+ йсн) (тзз+ !) [абдт (тив + 1) + И вЂ” Ид + йдг (тдз+ !) йдйгт! + (Тдв+1) (тив+ !) йдйст! [Нш (вН т! оид = Ятс (нов [Ядт+ ндгпднгт! + йдн»~1 [Нот (ОН ис! г) Ф (з) = йтс [(тдз+ 1) (в+ йсв) (тзз+ 1) (тнз+ 1 — йдгКги)— Ис 'д — (Тив+ !) Ксн1 [Ног(вН ' йгд = 1отс [йсв (1 йдгКгн) Ксн[ [Нов (ОН ис Характеристические полиномы И вЂ” А — Д вЂ” Ш е АРДС Но (в) = (в+й ) (Т з+ 1) [ (Тиз+ 1) [(Т в+ 1) (Тзз + Т!в+ 1)— ~дт пс (Тцвз+ 1)1 ~ г (Т в+ 1) [Кгн (72з + Т!з + 1) [ + Кг (тцвв + 1Н ) — (Тдв + 1) (Тиз + 1) Х Х [К н (72в + Т!в+ 1) + К (Тц з+!)1' Но, (в) = (з+ йсв) (тэв + 1) ((Тив + 1) КТдв+ 1) (7псз+ 1) — йдтйпс!— -йдг (Тдв+ !) [Кги (тпсз+ 1) + Кгт11— — (Тдв+ !) (т в+1) [Кон(тпсв+1)+Кст1 Но (О) = Но, (О) = йсв (! — йдтйпс — йдгКг) — Кс.

Для получения передаточных функций АРДС, соответствующих питанию дуги от сварочного трансформатора илн выпрямителя, в выражениях передаточных функций АРДС при возмущениях по скорости подачи электродной проволоки, длине дуги и скорости сварки достаточно положить.

Тц, = О, Т, = О, Т, = Тпс и Н, (в) = Н„(в). Передаточные функции Ф (з) и сгатические ошибки Л системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш в АРНД. 1. При возмущении по длине дуги: а) Ф(в) = з(Туз+ 1) (Тсмз+1) (тдз+ 1) [Кги (Тисе+1)+Кгт1 [Но (в)1 т1 си-нп Айп= О; ф (в) — в (Т з ! 1) (т,„в -[- 1) (Тдв + 1) (Тиз + 1) [К (Тпсз + ) + Кхт[ у~ !и — хш Х [Но (в) (Т„+ !Н-'1 Ьхш= О; в)ф(в)йдз(туз+!)(7„„в+1)(7дз-(-1)(тпсв+)(и+)[о(Н1 ! -и Лид — — О; г) Ф(в) =йдйпсз(туз+1)(Томе+1)(Тдв+1) (Тив+ !) [ »(вН 1 гл-сл Л1л — — О. 2. При возмущении по напряжению сети: а) Ф(в) = йтс (з(Туз+1) (Т,„з+1) [йдтйгн+йгт(тдв+ !Н [ Ис — Нп + ьуйсмьдьгт (тдз + 1)1 [Но (вН Лйп = й сйгтйс; б) Ф(в) =йтсз(Туз+1)(тсмв+!)([абдт(Тив+1)+Ад йдйгт(тдв+ !Н Х И вЂ” хш Х йхн+ йхт(тдв+ !) (Тив+ ! — йдгКгн)1 [Но (в) (Тхв+ !Н -+ +й,й,й й,й„,(т„в+1)(т.з+1) [н,(з)(т в+ !Н-'1 Лкш — — ятсяхт и .

В) Ф(в) = Йтсз(Туз+1) (Тсмв+ !) [Лдт(тиз+ !) [ И и + йдгйдйгт (Тдв+ !Н [Но(зН '> Лид — — О; г) ф (в) =йтс (Тдв+ 1) [в (Туз+ 1) (Тсмз + 1) (тиз + ! — йдгКги) [ ис=-Сд .[-йуйсьМд (Тив+ !)1 [Но(вН '1 А(д = нтсис' Методики опреде гения отктонений пораяетров сварного игва Ковффиииенты передачи и постоянные вретпени 3. При возмущении па скорости сварки: а) Ф (з) = )ггсс [е (Туз+ !) ()псмз [- !) [(Тпсз+ !) (Тдз + 1) )гдт)гпс) + "сс ~п + "у)гсмьд(Тдэ + !) (У"поз+ !)) [Но (з)] ~)гп = гггсс асс[ б) гР (з) = )ггсс)гдгз (У'уз + 1) (7'сме+ 1) (7'да+ 1) Х "сс хщ Х [К.н (У'пса+ !) + Кл,[ [Но (з) Гхе + ! Н '+ йхсс (Рхз+ ! Г', Ахш = )гхсс асс В) ф (в) = ьгсс)гдг)где (Tуз + ! ) (асме + 1) (Тдв+ 1) (Т'псе ~ 1) [Но (з)) ) и.

— н, Лид =0; г) Ф (е) = )ггсс)гдгйдйпс' (7 уу + 1) с ° "сс 'д Х (7'сиз+ !) (г де+ 1) [Но (з)[-'; 5(, =О. Характеристический полинам И вЂ” А — Д вЂ” Ш с АРНД Но(в) = в(~уз+ !) (Тсмз+ !) [(Таз+ !) [(~поз+1) (Таз+ !) — )дтйгпс)— — )гдг (Удз+ !) [Кгп (~"псе+1) + Кгт[) +)гу)гсмйд(Таз+ 1) (Тпсз+ !) Х Х ()"из+ !)) (0) = )гуйсм)гд. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕДАЧИ И ПОСТОЯННЫХ ВРЕМЕНИ ЗВЕНЬЕВ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ Дли расчета ошибок регулирования необходимы конкретные значения коэффициентов передачи и постоянных времени всех звеньев структурной схемы И вЂ” А— Д вЂ” Ш Численные значения коэффициентов передачи и постоянных времени существенна зависят от характера технологического процесса сварки, условий формирования шва, режима сварки, свойств основного и прнсадачного металлов, типа защиты, диаметра и вылета электродной проволоки, угла заточки вольфрамового электрода, условий теплоотвода и других факторов, определяющих особенности дашюго технологического процесса.