Анализ заданной структурной схемы, ее преобразования для расчетов.

1).w_н =

w_н=

2).С – машинная постоянная;

С= ;

U_н – номинальное напряжение якоря, В;

I_н – номинальный ток якоря, А;

R_д – активное сопротивление на входе якоря двигателя, Ом;

С = В∙ с;

3). Номинальный момент двигателя:

М_н = ,

М_н = А∙ В∙ с;

4). Скорость холостого хода для двигателей постоянного тока определяется по формуле

w₀ = .

w₀ = рад/с;

5). Dw_н – снижение скорости двигателя при номинальном моменте нагрузки М_н относительно скорости холостого хода w_0.

∆ w_н = (123, 59-104, 6)× 2=18, 9× 2=37, 8рад/с;

6). К_Д1 – добротность механической характеристики двигателя;

К_Д1 = ;

К_Д1 = 3, 56: 37, 8 = 0, 094 А∙ В∙ с²;

7). К_Д2 – жесткость механической характеристики;

К_Д2 =

К_Д2 = 1/(А∙ В∙ с²);

8).Т_М – электромеханическая постоянная времени;

Т_М = .

Т_М = с;

Т_Э = 0, 45: 4 = 0, 11 с.

9). Коэффициент обратной связи по току

К_ОМ =

К_ОМ = 1/(А∙ с);

10). Коэффициент обратной связи по скорости

К_ОС = ;

К_ОС = В∙ с.

Принимаем К_ОМ = 1, 4; К_ОС = 0, 1.

Для удобства расчетов все полученные данные сведем в таблицу 1.1.

11). W _П(p) = ,

где К _П – коэффициент усиления по напряжению, безразмерный;

Т _П – постоянная времени, определяющая инерционность

W _П(p) =

12) W _Д1(p) = ; W _Д2(p) = ,

где р – оператор Лапласа

W _Д1(p) = ; W _Д2(p)=

13) W _ОМ(p) = ; W _ОС(p) = ,

где Т _ОМ, Т _ОС – постоянные времени фильтров обратных связей по моменту и по скорости соответственно;

К _ОМ, К _ОС – коэффициенты отрицательных обратных связей по моменту и скорости.

W _ОМ(p) = ; W _ОС(p)=

2.1. Определение функции по заданному значению.

Ход работы:

1)) ;

2) ;

3) ;

:

: = = ;

=

Числитель:

25*22, 5/0, 008р+1*0, 094/0, 11р+1*10, 6/0, 45р*1/10р =

Числитель: ;

Знаменатель:

Д/B(2р+1)=А(2р+1)/Д.

W=A/pB

Знаменатель:

1+

=

=

0, 99396p⁴+1, 1169p³+2, 89p²+0, 9964p+21, 15.

	-Мс

3. Проверка на устойчивость.

1).W=0, 99396p⁴+1, 1169p³+2, 89p²+0, 9964p+21, 15

0, 99396p⁴+1, 1169p³+2, 89p²+0, 9964p+21, 15=0

∆ ₄= а₁ а₃ 0 0 а₀=0, 99396p⁴; а₁=1, 1169p^3; а₂= 2, 89p²;

а₀ а₂ а₄ 0 а₃=0, 9964p; а₄=21, 15.

0 а₁ а₃ 0

0 а₀ а₂ а₄

∆ ₁= а₁; ∆ ₁=1, 117> 0

∆ ₂= а₁ а₃ = а₁* а₂- а₃ *а₀; ∆ ₂=1, 1169*2, 89-0, 9964*0, 99396=2, 23> 0

а₀ а₂

∆ ₃= а₂ а₄ = а₃* а₂- а₁* а₄; ∆ ₃=­ -20, 74< 0

а₁ а₃

∆ ₄= а₃ *а₄; ∆ ₄=21, 074> 0.

Так, как ∆ ₃=­ -20, 74< 0, то система не устойчива.

К= 560, 47/21, 15=26; L₁=20lgK=28

=

2) w₁=1/2=0, 5; lg_w1= -0, 3

w₂=1/ =21, 23; lg_w2= 1, 3

w₃= / =0, 34; lg_w3= - 0, 4

w₄= / =2, 58; lg_w4= 0, 4

w₅= / =1, 12; lg_w5=0, 04

3)

w₄= = π

w₅= = π

w_{→ ∞} = = π

1.1 Определение уровня конструкторской структуры

Разрабатываемое устройство, «охранное устройство» относится к I уровню конструктивной иерархии, так как ее элементы объеди­няются в схемные сочетания, образуя ячейку (т.е. печатную плату).

1.2 Анализ особенностей устройства и технических требований

Данное устройство состоит из неделимых элементов – электронных компонентов микросхем, резисторов, конденсаторов и т.д. Все элементы смонтированы на одной печатной плате..

Условия эксплуатации данного устройства – нормальные.

За нормальные значения климатических факторов внешней среды при испытаниях изделий (нормальные климатические условия испытаний) принимают следующие:

температура - плюс 25±10°С;

относительная влажность воздуха - 45-80%;

атмосферное давление 84, 0-106, 7 кПа (630- 800 мм рт. ст.);

вибрации на одной частоте 20 Гц

если в стандартах на отдельные группы изделий не приняты другие пределы, обусловленные спецификой изделий.

Если невозможно обеспечить нормальные климатические условия испытаний, допускается проводить испытания в климатических условиях УХЛ4 или 04 с пересчетом к нормальным климатическим условиям испытаний. Методика пересчета должна быть установлена в стандартах, технических условиях или другой нормативно-технической документации на изделия и (или) программах испытаний.

Примечание. При температурах выше 30°С относительная влажность не должна быть выше 70%.

2 Выбор элементной и конструктивной базы

2.1 Анализ микросхемы К561ТМ2

Микросхема марки К561ТМ2 представляет собой два двухступенчатых D-триггера со входами асинхронной установки и сброса и противофазными выходами. Параметры схемы в таблице 2.

Таблица 2 – параметры микросхем

Напряжение питания, В Параметры