Построение структурной схемы исходной системы

Структурная схема САУ строится на основе её функциональной схемы с учетом принципа действия входящих в состав следящей системы узлов и блоков, а также исходных данных на проектирование. Например, для САУ, приведенной на рис. 5.1, можно предложить структурную схему, которая представлена на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Структурная схема следящей системы

Здесь СС – схема сравнения, реализующая операцию

δ = β - α ; W_С(s) – ПФ преобразования ошибки δ в напряжение U_C; W_В(s) – ПФ фазочувствительного выпрямителя ФЧВ; W_У(s) – ПФ усилителя постоянного тока УПТ; W_Э(s) – ПФ электромашинного усилителя ЭМУ; W_Г(s) – ПФ генератора Г; W_Д(s) – передаточная функция электродвигателя Д; W_Р(s) – ПФ редуктора Р.

Как показывает практика, наибольшую трудность при построении этой структурной схемы представляет замена функционального преобразования, выполняемого сельсинной парой (СД и СП) по соотношению U_С = W_С(s)δ =W_С(s)∙(β-α), структурой, помеченной на рис. 5.2 пунктирной рамкой, так как рассогласование δ измеряется косвенно.

Передаточные функции звеньев САУ определяются на основе параметров устройств САУ, приведенных в табл. 5.1. В итоге получим:

1) ПФ двигателя W_Д(s)

где – угол поворота выходного вала Д;

2) ПФ генератора W_Г(s)

;

3) ПФ электромашинного усилителя W_Э(s)

;

4) ПФ сельсинной пары

W_С (s) = =K_С ;

ПФ фазочувствительного выпрямителя W_В (s)

WВ (s) = =K_В ;

6) ПФ электроннго усилителя W_У (s)

WУ (s) = =K_У ;

7) ПФ редуктора W_Р (s)

WР (s) = =K_Р .

Для упрощения расчетов и исследования характеристик САУ рекомендуется использовать пакет прикладных программ Control System Toolbox, который является приложением системы MatLab и ориентирован на решение задач по теории автоматического управления.

Для применения функций Control System Toolbox в первую очередь следует ввести в среду MatLab все полученные выше ПФ. Наиболее удобно это делать в tf-форме.

Создание tf-модели ПФ электродвигателя с передаточной функцией для скорости его вращения