Топчеев Ю.И., Цыпляков А.П. Задачник по теории автоматического регулирования (1977) (1249285), страница 26
Текст из файла (страница 26)
1.119. Риь. 1.119. Струнтурная схема релейной следящей системы 1.254. Составить дифференциальные уравнения, вывести передаточные функции динамических элементов и привести структурную схему нелинейной системы автоматического регулирования температуры печи с изодромом. Упрощенная принципиальная схема системы автоматического регулирования температуры изображена на рис, 1.120. Рис. !.120. Упрощенная принципиальная схема релейной системы автомапшчесного регулирования температуры печи с иэодро- мом Рис. 1.121. Упрощенная принципиальная схема релейной системы овтоматичесноео регулирования ресивера с нелинейной обратной сеяеью 1.255. Составить дифференциальные уравнения, вывести передаточные функции динамических элементов и привести структурную схему релейного регулятора давления с нелинейной обратной связью, упрощенная принципиальная схема которого изображена на рис, 1.121.
1.256. Составить дифференциальные уравнения и передаточные функции динамических элементов курсового нелинейного автопилота самолета,' упрощенная принципиальная схема которого изображена на рис. 1.122. Прн отклонении самолета от заданного курса на угол ф курсовой гироскоп КГ сохранит свое направление, и контактная пластина 1, связанная с корпусом самолета, сместится, замыкая через один из контактов цепь электромагнита 8. Электромагнит через рычажный механизм будет перемен!ать 158 клапан 4, впуская масло от насоса в силовой цилиндр 5, который повернет руль направления 7 на угол 6„.
В этом случае самолет парирует ошибку ф в отклонении от курса. (Тдновременно с этим рычаг переместит корпус клапана 4, закрывая двступ масла в силовой цилиндр. Прн этом редуктор б рощеннан арин- «рр тоаилогаа са. повернет сельсин-датчик С,11 на угол ра. Работающий с ним в паре в моторном режиме сельсин.приемник Сд повернется на угол ри, примерно равный углу ра, н через редуктор 2 переместит пластину 1, отключив электромаГнит 3. По выведенным передаточным функциям и уравнениям сравнения составить структурную схему автопилота. 1,267.
Вывести передаточные функции системы автоматического регулирования т угловой скорости вращения электродвига- са геля и составить структурную схему си- сис Т стемы (рис. 1.123). При увеличении угловой скорости вращения якоря электродвигателя ео, от номинальной под действием центробежной силы, воздействующей на массу пластины аг, кон- я тактная пара К замыкается и в цепи электродвигателя отключается добавочное сопротивление Я, вследствие чего угловая иа скорость электродвигателя уменьшается. И, НаОбсрат, Прн УМЕНЬШЕНИИ УГЛОВОЙ СКО- рис.
Т.ТЗЗ. Принииаи гнил хема рости контакты размыкаются, добавочное система автоматического регрлисопротивление включается, При этом элек- р '""" иеговой осирис~ лкори сериесного електродвигателв тродвигатель увеличивает угловую скорость вращения, доводя ее до номинальной. С помощью винта Т изменяется натяжение пружины 2, за счет чего меняется величина номинальной угловой скорости вращения электродвигателя. ККЗ. ДИСКРЕТНО НЕПРЕРЫВНЫЕ СИСТЕМЫ 1.256.
Составить уравнения динамики элементов и определить соответствующие передаточные функции для дискретно-непрерывной системы автоматического регулирования угловой скорости гидравлической турбины 159 схема диас- авсаомаосий сноса соси даи мним (рис. 1.124). Построить структурную схему системы автоматического регулирования. Решение, Кулачок б дискретного элемента вращается с постоянной угловой скоростью со„. В результате этого происходит периодическое сцепление коромысла 6 с заслонкой 7 [29). Сцепление происходит один раз за полоборота кулачка с помощью щечек 2 и 8 прн сжатии планок 4. Пружины прижимают планки к кулачку.
Если считать, что время полуоборота кулачка Т„, то подключение заслонки 7 направляющего аппарата у будет происходить периодически, подчиняясь следующему линейному разностному уравнению: у... (() — у. (() - Т.р. (1), (1.518) где ф, (1) — относительное перемещение правого конца коромысла. Применяя к уравнению (1.518) преобразование Лапласа, получим у„(з) е ' — у„(з) = Т„<р„(з), откуда найдем передаточную функцию ткв (1.519) (1.521) Передаточная функция центробежного маятника и гидравлической турбины были выведены соответственно в задачах 1.9 и 1.78.
Я7„(з) —— )с (в] йв (1. 520) й (в) 7~ ха + 2$ Т в -1. ! Я7 (з) = Н (Б) 1 1 — 2Р )Ь тв — 2РО т(в) Тв+ ! ! +райха Передаточную функцию рычага, связывающего втулку маятника с щечкой 2 дискретного элемента, запишем в виде й7о(з) = ™ = йр, (1.522) и (в) где йр — передаточный коэффициент.
С помощью передаточных функций (1.519) — (1.522) получим структурную схему системы регулирования оборотов гидравлической турбины (рис. 1.125). 160 Рис. 1.1гй. Структурная схема дискретнгьнепрериеной системы автоматического регулирования угловой скорости колеса водяной турйинм Рис. 1.1лй. Упрощенная нринципиаленая схема дискретно-непрерывного рвгултпора наярлжения Рис. 1.127. Блок-схема цифровой силовой следящей системы: Уе — тахогенератор: С вЂ” сельсяиная схема (С~Т-СПй НЦ вЂ” преобразователь напряженке — анфра; ЦН вЂ” преобразователь инфра-напрнйтенне~ ЗУ вЂ” эяектроаный уснлнтель; ЭМУ вЂ” электромажинный усвлнтель,' ЗАэ — электродвигатель; Р— Редунтор; ЦВМ вЂ” управляющая аифроваз вмчнсиительная машина Рис.
1.1лд. Упрощенная и ринципиальная схема цифровой следяигрй системы фрегерноео станка: ВЦ вЂ” преобразователь ваяв инфра; РС вЂ” рсверсиваый с ~етчак", ЦН вЂ” преобразов»- тель цифра — напряжение; ЭУ— электронный усилитель; ЗМ У— алектрамажинный усилитель 16! 6 Ю. И.
Топчеев исьсьсому ьоиВФюэ троесто Ьоььоо Е мсоеььому еьоьуооторое рис. 1. Лу. Блок-схема двух каналов цифровтх следящиог систем для управление нажим ними винтами и манипуляторами ревеРсивного проктна стана,' ци,, цн, — преобрээовэтелн цифре — нэцрижение; Эреу,. Эту, — электроиэтиниие усилители; З,7о,, эдо, — электролвнгвтели: Р,. Р, — иехениеескне перелети, гс,, гг, — тэхо- ГЕНЕРЭтОРИ. йуо АУ, — ИОРРЕКтнРУтЩИЕ УотРОВСтне; ВЦ„ипь — ПРЕОбРЭВОВЭтспи ВЕЛ— цифре 1.269. Составить уравнения динамики элементов и определить передаточные функции для дискретно-непрерывного регулятора напряжения, принципиальная схема которого изображена на рис.
1.!26. С помощью передаточных функций составить структурную схему регулятора напряжения. Указание. При составлении уравнений динамики следует учитывать, что чем значительнее отклонение напряжения цл от номинального, тем больше время соприкосновения контактов планки со звездочкой, а следовательно, и количество импульсов для управления электродвигателем (ЭДв). 1.260ь Вывести передаточные функции силовой следящей системы с цифровой коррекцией, реализуемой на ЦВМ и обеспечивающей астатизм 3-го порядка г. Составить структурную схему системы, блок-схема которой показана на рис, 1.127. 1,261. Вывести передаточные функции цифровой следящей системы фрезерного станка. Составить структурную схему системы, принципиальная схема которой показана на рис.
1.128. 1.262. Вывести передаточные функции цифровых следящих систем управления нажимными винтбми и манипуляторами ревеьусивного прокатного стана с ЦВМ, блок-схема которой показана на рис. 1.129. Составить структурную схему следящих систем. Указание. При выводе передаточных функций приводов следящих систем следует пользоваться задачами !.1; 1.3 1.1!9.
!.6. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ Пользуясь структурными преобразованиями, можно любую систему автоматического регулирования (линейную илн нелинейную) привести к расчетному виду, псключаюшему перекрестные связи и позволяющему получать передаточные функции разомкнутых и замкнутых систем регулирования. Структурные преобразования нелинейных систем отличаются от преобразований линейных систем, так как на входе нелинейного элемента амплитуда должна сохраняться независимо от выполненных преобразований.
Поэтому в нелинейных системах нельзя производить перемещения линий связи и звеньев за нелинейный элемент. Преобразование же с лннейнымн звеньями, расположенными до нелинейного элемента или за ним, можно выполнять обычными способами (см. приложение 1). При этом нелинейный элемент сохраняет свое положение неизменным независимо от выполненных преобразований с линейными звеньями.
В структурной схеме нелинейной системы, х Си. подробнее в гл. 4 н 6. 162 Рис. е.ИО. Сзоруксоурнои схема незинейнеек сианем. — Ов д — с ГГ криееденноое к расчевнсмв виду приведенной к расчетному виду, нелинейный элемент должен быть выделен. Тогда в окончательном виде эти схемы должны иметь вид, показанный на рис.
1.130, а — и. пал. пРеОБРА30ВАние стРуктуРныХ схем ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ 1.263. С помощью структурных преобразований со схемой, изображенной на рис, 1.96, получить передаточную функцию разомкнутой системы автоматического регулирования по нейтронной мощности ядерного энерге. тического реактора. Решение. Динамические звенья внутреннего контура, заключенные в штриховой прямоугольник, представим в виде передаточной функции (Р ' ао1 ($) В'о 1з))о',(з1 (1.
523) ! + В', ~з) В'о(з1 В'о (з) %' (з)(уо(з~ В'о (з~ Передаточную функцию разомкнутой системы без главной обратной связи запишем в виде )Р(з) ()зок (з) (Рв(з) ))Рв(з). (1.524) Отсюда видно, что по выражению (1.524) формируется расчетная структурная схема системы регулирования ядерного энергетического реактора. Подставляя выражение (1.524) в (1.523), получим — П1 'з «зо и) ))гв (з) )Ро (з) )Ро (в) йя (з)— $ + (е 1 (О Ф о оп ь о (в) )Ро (з) Ф о (3) )о о (3) (1.525) после чего нетрудно найти окончательное выражение для передаточной функции разомкнутой системы, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
