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
Усилитель импульсный
В настоящее время наблюдается стремительный рост приборов, работающих не с аналоговыми сигналами, а именно с импульсными. Преобладающее применение импульсных устройств обусловлено их высоким КПД, более высокой точностью, меньшей критичностью к изменению температуры, большей помехоустойчивостью. В св ...