Рисунок 9.1 – Трьохкаскадний підсилювач

Випрямляч у більшості випадків складається з трансформатора живлення, що змінює напругу, діода і згладжуючого фільтра. Випрямлячі для приймально-підсилювальних пристроїв найчастіше виконуються із згладжуючим фільтром, який являє собою конденсатор. Хоча ці випрямлячі володіють низьким ККД у порівнянні з випрямлячами, що працюють на індуктивне навантаження, вони дозволяють одержувати менший коефіцієнт пульсацій при однакових габаритних розмірах фільтра. Випрямлячі, що працюють на ємнісне навантаження, використовуються для одержання випрямлених напруг від одиниць вольтів до десятків кіловольтів.

2.3 Двигун ,який управляється по колу якоря

Цей виконавчий пристрій забезпечує керування управляючими органами автоматичних систем великої потужності. Коефіцієнт їх корисної дії лежить в межах від 0,7 до 0,985, а потужність досягає 150 тисяч кіловат. За способом збудження двигуни бувають: з електромагнітним збудженням (СЛ) і збудженням від постійних магнітів (ДПМ). Двигуни із електромагнітним збудженням виконуються з незалежним, постійним, паралельним і змішаним збудженням. По типу якоря вони бувають: щітковими, з друкованою обмоткою і безколекторні. Управління двигунами постійного струму може бути неперервним і імпульсним. Невелика потужність їх збудження дозволяє використовувати в якості управляючих кіл малопотужні напівпровідникові і магнітні підсилювачі.

Їх перевагою є великий обертовий момент на валу при відносно невеликих розмірах двигуна і широкий діапазон регулювання частоти обертання.

Двигуни постійного струму використовуються як потужні виконавчі пристрої підйомних механізмів, як тягові двигуни з високою швидкодією.

В даному курсовому проекті в якості виконавчого механізму використовується електродвигун із незалежним збудженням. Він складається із корпусу, в середині якого знаходяться полюси з наконечниками статора з обмоткою збудження, обертового якоря, обмотка якого вкладається в його пази і своїми кінцями виводиться на колектор та контактної групи щіток.

Рисунок 6.1 – Двигун постійного струму із незалежним збудженням

2.4 Датчик.

В якості датчика ми використовуємо тахогенератор.

Тахогенератор призначений для комплектації електродвигунів, що працюють в широко регулюючих електроприводах постійного струму.

Основні технічні характеристики типових тахогенераторів:

крутизна вихідної напруги 20+4 мВ об/хв..

номінальна частота обертання 3000 об/хв..

максимальна частота обертання 6000 об/хв.

мінімальна частота обертання 0,1 об/хв...

опір навантаження 10 Ом

похибка в діапазоні частоти обертання 30-4000 об/хв. -0,2%

коефіцієнт пульсації 10%

маса – 0,5кг.

3 ДОСЛІДЖЕННЯ НЕЛІНІЙНИХ СИСТЕМ

АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ

3.1 Загальні відомості

Нелінійними САК називаються системи, математичне описання яких не задовільняє умови лінійності. Ці умови полягають у тому, що при зміні зовнішньої дії на ланку або систему в разів характер перехідного процесу не змінюється, а змінюється лише масштаб вихідної величини в разів. Якщо САК містить хоча б одну нелінійну ланку, то у цілому вона є нелінійною. Є багато систем, процеси в яких принципово не можуть бути описані лінійними диференціальними рівняннями, і при їх дослідженні потрібно користуватися нелінійними диференціальними рівняннями.

Перехід до нелінійних диференціальних рівнянь визначається, як врахуванням нелінійності реальних характеристик елементів системи, так і додатковим введенням в систему елементів з важливими нелінійними характеристиками. Крім того для управління нелінійними об‘єктами з немонотонними екстремальними характеристиками застосовують особливі схеми управління з автоматичною підтримкою оптимального режиму роботи об‘єкту. В цьому випадку розв‘язок задачі управління нелінійним об‘єктом можна здійснити з допомогою як лінійних, так і нелінійних елементів.

Задачі аналізу і синтезу нелінійних САК набагато складніші за аналогічні задачі для лінійних систем. Це пояснюється великою різноманітністю динамічних процесів у нелінійних системах. Стійкість нелінійних систем на відміну від лінійних залежить від величини і місця прикладання зовнішньої дії, характер перехідного процесу змінюється при зміні величини зовнішньої дії, в нелінійних системах спостерігаються режими, які неможливі в лінійних системах, зокрема режим автоколивань. Специфічним динамічним режимом нелінійних систем , якого не може бути в лінійних системах, є режим автоколивань. Автоколивання – це стійкі незгасаючі періодичні коливання, що виникають у нелінійних системах за умов відсутності зовнішніх періодичних дій. Амплітуда і частота автоколивань визначаються тільки власними параметрами системи. Усе це потребує застосування спеціальних точних і наближених методів аналізу і синтезу нелінійних систем.

Нелінійні ланки САК дуже різноманітні. Нелінійні характеристики деяких з них при обмеженому діапазоні зміни вхідного сигналу мало відрізняється від лінійних. Такі нелінійності називають слабкими або несуттєвим. Після лінеаризації цих нелінійностей САК зводять до лінійних і для їх дослідження використовують методи теорії лінійних САК. Іншу групу становлять нелінійні елементи, характеристики яких не можна замінити лінійними. Вони надають САК якісно нових властивостей і, як правило описуються розривними або близькими до них функціями. Такі нелінійності називаються суттєвими.

Характеристики суттєво нелінійних елементів часто ідеалізують, тобто реальну нелінійну характеристику замінюють кількома лінійними ділянками, кожна з яких описується своїм рівнянням. У точках переходу від однієї ділянки до іншої спостерігається розрив похідної, тобто похідна має різні значення при підході до точки розриву зліва і справа.

3.2 Модель нелінійних систем в математичній формі

При математичному описі нелінійних систем несуттєві нелінійності лінеаризують, а суттєві звичайно спрощують, зводячи їх до типових. У цьому разі математична модель нелінійної системи становить структурну схему, що складається з лінійних (лінеаризованих) ланок і ланок з типовими суттєво нелінійними характеристиками.Більшість методів дослідження нелінійних систем автоматичного управління орієнтовано на структурні схеми, що складаються з однієї безінерційної нелінійної ланки і лінійної частини з передаточною функцією . Зовнішні дії переносяться на вхід нелінійної ланки. Нелінійна ланка зображується функцією або доля неоднозначних