Электрическая принципиальная схема

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение 

3. Постановка задачи 

3. Выбор функциональной схемы электронного блока 

4. Электрическая принципиальная схема 

4.1. Расчет выходного импульсного каскада 

4.2. Расчет предмощного каскада 

4.3. Расчет гальванической развязки 

4.4. Расчет элементов задержки 

4.5. Расчет модулятора 

4.6. Информационные каскады 

4.7. Обратные связи 

4.8. Расчет схемы защиты от перегрузок и коротких замыканий 

4.9. Расчет источников питания 

5. Системные расчеты 

5.1. Передаточная функция элементов схемы 

5.2. ЛАХ и ФЧХ электронного блока 

5.3. Выводы о качественных показателях САУ 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

ЛИТЕРАТУРА 

ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………………………………………… 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

При управлении производственным процессом  всегда возникают сообщения о  ходе процесса, которые необходимо передавать автоматическому устройству. Эти сообщения порождаются различными событиями.

Сообщения о событии могут быть многообразными. Например, сообщение  об изменении состава сырья, о  передвижении объекта, об изменении  его температуры. В некоторых  случаях информация передаётся оператору, который реагирует на это событие соответствующим образом. Но этот способ регулирования использовать не рационально, так как необходимо учитывать человеческий фактор, а также дороговизну использования этого способа. Поэтому в последнее время используются средства автоматического управления, в частности, электронные.

Значительные изменения во многих областях науки и техники обусловлены  развитием электроники. В настоящее  время невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой  не использовались бы электронные приборы  или электронные устройства измерительной техники, автоматики и вычислительной техники. Причём тенденция развития такова, что доля электронных информационных устройств и устройств автоматики непрерывно увеличивается. Это является результатом развития интегральной технологии, внедрение которой позволило наладить массовый выпуск дешёвых, высококачественных, не требующих специальной настройки и наладки микроэлектронных функциональных узлов различного назначения.

В данном курсовом проекте необходимо разработать систему автоматического слежения за изменением температуры. В проекте широко используются электронные приборы, в том числе и микросхемы различного функционального назначения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

 

Одной из важнейших задач техники  является автоматическое управление каким-либо процессом или объектом. Система автоматического управления (САУ) должна обеспечивать определенное функционирование объекта при заданных воздействиях. Однако из-за наличия различных возмущающих воздействий фактическое состояние объекта управления будет отличаться от желаемого. Поэтому система автоматического управления должна учитывать не только алгоритм функционирования объекта, но и причины, вызывающие отклонение от заданного или фактического состояния. В настоящее время в технике используется три основных метода построения систем управления.

Метод разомкнутого контура. Алгоритм управления вырабатывается только на основе заданного функционирования объекта управления. При наличии  возмущающих воздействий состояние  объекта отличается от заданного. Этот метод тогда используется, когда можно измерить возмущающее воздействие. Затем, по результату измерения вводится изменение в алгоритм управления, которое компенсировало бы возмущающее воздействие.

Существует второй метод, который  применяется в САУ. Он позволяет повысить точность, но компенсируется только воздействия, которые измеряются,  то есть невозможно учесть все факторы, влияющие на функционирование схемы. В таких системах ошибку рассогласования никогда нельзя свести к нулю. Поэтому используется предыдущий метод.

Метод обратной связи. При управлении по методу обратной связи в алгоритм управления вносятся корректировки  по фактическому положению объекта  управления. Этот метод является самым  оптимальным, так как заключает  в себе следующие достоинства:

- минимальная погрешность управления;

- схема отличительно проста;

- система устойчива.

В курсовом проекте необходимо спроектировать такую систему, которая поддерживала бы температуру на определенном уровне посредством изменения скорости вращения исполнительного двигателя САУ.

Скорость двигателя изменяется под действием температуры. Таким  образом, имеется функционально  замкнутая система. В общем случае система может быть статической  или астатической. Признаком астатизма  является наличие в схеме интегрирующих звеньев. В астатической системе мощный каскад рассчитывается на пусковом режиме двигателя с возможностью реверса.

Следуя из вышесказанного и проведя  анализ, выбираем следующий вид структурной схемы устройства, представленной на рисунке 1

у

 

 

 

 

Рисунок 1 –  Структурная схема устройства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ВЫБОР ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ  СХЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА

 

Система – это  совокупность, состоящая из отдельных  частей, находящихся в определенных связях друг с другом и составляющих целостность и единство. Изучение поведения системы осуществляется с помощью моделей. Люди изучают объекты с целью управления ими для достижения необходимых количественных и качественных характеристик. Для выработки управляющих воздействий необходимо иметь информацию о желаемом и фактическом состоянии объекта. Управления – это процесс во времени, следовательно, система управления является динамической.

Задача управления заключается в том, чтобы объект управления  в условиях реальной эксплуатации и обеспечивал выполнение требуемых функций. Фактическое состояние объекта управления определяется одним или несколькими рабочими параметрами у(t). Чаще всего рабочие параметры представляют собой физические величины: скорость, температуры, напряжение электрического тока, линейные и угловые перемещения и. т. д. В реальных условиях на объект управления оказывают влияние внешние воздействия, которые называются возмущающими. Эти воздействия вызывают изменение внутреннего состояния объекта и как следствие – рабочих параметров. В связи с этим для выполнения рабочих функций по заданным алгоритмам необходимо на объект управления организовать подачу управляющих воздействий U(t) – рисунок 2.