Вывод передаточных функций элементов системы и расчет их характеристик

Из ранее описанного пункта "1.Описание исходной аналоговой системы управления" можно вывести передаточные функции основных элементов системы, таких как:

Нагревательный элемент

Термокамера

Тиристорный преобразователь мощности

Датчик температуры

И произвести по ним расчёт.

Рассмотрим более подробно каждый элемент и расчет каждой передаточной функции.

1) Нагревательный элемент

Т.к. по спирали НЭ протекает электрический ток IНЭ, то энергия, подаваемая к НЭ за промежуток времени dt, будет равна . В этом случае можно записать

,

где q - температура нагревательного элемента.

Разделив левую и правую части последнего уравнения на n×F×dt получим

.

Обозначим

- постоянная времени НЭ;

- коэффициент преобразования НЭ.

Найдем численные значения параметров НЭ.

,

Передаточная функция НЭ будет иметь вид

2) Термокамера

Т.к. внутри ТК выделяется тепло с поверхности НЭ, то это тепло, подаваемое за промежуток времени dt, будет равно . В этом случае можно записать

Разделив левую и правую части последнего уравнения на n×F×dt получим

.

Обозначим

- постоянная времени ТК;

- коэффициент преобразования ТК.

Найдем численные значения параметров ТК.

,

Передаточная функция ТК будет иметь вид

.

3) Тиристорный преобразователь мощности

Тиристорный преобразователь мощности вместе с системой управления в первом приближении может быть представлен апериодическим звеном с передаточной функцией вида

,

где ТТПМ=Т+t.; t - время запаздывания силовой части тиристорного преобразователя; этой величиной ввиду ее малости можно пренебречь.

В данном случае

- постоянная времени ТПМ (m - количество фаз напряжения питания, m=3; f - промышленная частота источника питания, f=50 гц);

- передаточный коэффициент тиристорного преобразователя мощности (UУ - максимальное значение сигнала управления).

Передаточный коэффициент будет равен

Передаточная функция тиристорного преобразователя мощности в численном значении будет иметь вид

.

Ввиду малой величины постоянной времени передаточную функцию тиристорного преобразователя мощности возможно выразить безынерционным звеном типа WТПМ=16,346.

4) Датчик температуры

Напряжение питания мостовой схемы UМС=1 B. Датчик температуры является безынерционным звеном и характеризуется только передаточным коэффициентом.

Терморезистор ЭТС-5.6 работает при температурах от -50ºС до 400ºС. Номинальное сопротивление при 0ºС 75 Ом. Погрешность измерения 0,3ºС. При изменении температуры на 100ºС сопротивление резистора увеличивается на 15,198 Ом и становится равным 90,198 Ом. При измерении температуры в 100ºС напряжение на выходе мостовой схемы составит

Статья в тему

Основные характеристики датчиков движения
Датчик движения - это пироэлектрический детектор, служащий приемником волн инфракрасного диапазона. Из курса физики мы знаем, что любое тело, нагретое до определенной температуры, начинает излучать ИК волны. То есть, принцип работы датчика движения основан на регистрации инфракрасных ...