Синтез системы подчиненного управления электропривода постоянного тока

Дипломная работа - Физика

Другие дипломы по предмету Физика

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



егко ограничивается и не может вызвать нежелательного повышения на якорной цепи.

Ток якоря и вращающий момент двигателя взаимосвязаны: M=cФiя. Поэтому ограничение вращающего момента означает ограничение тока. Ограничение вращающего момента двигателя нужно во избежание поломок в механической цепи передачи вращающего момента от вала двигателя к рабочему механизму. Ограничение вращающего момента также нужно для недопущения слишком больших ускорений при пуске двигателя, это может привести к механическим поломкам. Отсюда вытекает задача токоограничения по максимально допустимому значению.

Следовательно синтезируемая САР ЭП должна бить двух контурной: 1-й внутренний контур - контур регулирования тока со своим регулятором; 2-й контур - контур регулирования частоты вращения двигателя.

Фильтр на входе САР может бить использован для устранения большого перерегулирования при настройке на симметричный оптимум.

С учетом приведенных выше рассуждений структурная схема синтезируемой САР ЭП будет следующей:

 

Рис

 

Расчет внутреннего контура на МО

 

Неизменяемая часть:

 

Рис

Такая неизменная часть характерна для многих объектов управления, в данном случае для якорной цепи ДПТ.

-тиристорный преобразователь;

-якорная цепь, причем ;

kд- датчик тока

 

Рис

 

Передаточная функция неизменяемой части как объекта управления:

 

 

Выбираем ПИ-регулятор, т.к. статическая ошибка должна быть исключена. Передаточная функция ПИ-регулятора будет следующей:

 

 

Соответственно передаточная функция разомкнутой САР (разрыв после датчика тока) будет следующей:

 

Для уменьшения порядка расчета следует принять Трт=Тя . Это тем более обоснованно тем, что регулятор Wрт(р) должен компенсировать инерционное действие большей постоянной времени Тя.

В этом случае после сокращения (1+Тртр) и (1+Тяр) полу чим:

 

 

Для этого рассмотрим передаточную функцию замкнутой САР:

 

В результате получили передаточную функцию 2-го порядка, поэтому нужно сравнивать коэффициенты при степенях р с соответствующими коэффициентами при степенях р фильтра Баттерворса 2-го порядка.

Фильтр Баттерворса 2-го порядка по постоянной времени Тμ будетследующим:

 

Приравнивая коэффициенты в соответствующих степенях р фильтра Баттерворса и полученной нами передаточной функции замкнутой САР поучим следующие равенства:

 

Очевидно, что оба уравнения одинаковы. Из любого из них находим kpт:

 

 

Определим теперь передаточную функцию оптимизированной САР:

 

 

Если система второго порядка, коэффициент демпфирования в полученной передаточной функции:

 

 

 

 

При моделирования на МО введем дополнительное звено чтобы получить передаточную функцию которая соответствует фильтру Баттерворса 2-го порядка.

 

;

Моделирование внутреннего контура на МО

 

Рис

 

Рис

 

 

Рис

 

σ = 4,3%

tпп = 0.2 c

 

Расчет внутреннего контура на СО

 

Внутренний контур:

 

Рис

 

Определим передаточную функцию внутреннего контура, не принимая условие ТРТ=ТЯ.

Передаточная функция ПИ-регулятора :

 

 

Передаточная функция разомкнутого внутреннего контура:

 

Передаточная функция замкнутого внутреннего контура:

 

 

В результате получили передаточную функцию 3-го порядка, т.к. р3 (вместо 2-го порядка при настройке на МО), следовательно, нужно сравнивать коэффициенты при степенях р с соответствующими коэффициентами при степенях р фильтра Баттерворса 3-го порядка, передаточная функция которого имеет вид:

 

 

Приравнивая коэффициенты при соответствующих степенях р можно получить такие три равенства:

 

Видно, что в равенствах появляется неоднозначность, связанная с наличием суммы во втором равенстве и сумма обратной величины коэффициентов в третьем равенстве, поэтому возможны следующие варианты расчета:

Вариант А:

 

 

Разделив 1-е равенство на 2-е, получим:

расчет двигатель ток датчик

 

Отсюда найдем kPT:

 

подставив значение kPT в 1-е уравнение, найдем ТРТ

Вариант Б:

 

Выполнив ту же последовательность вычислений, что и при варианте А получим в результате следующее:

 

 

Из полученных выражений видно, что с погрешностью, обусловленной малой постоянной времени Тμ, можно принять:

 

 

Соответственно передаточная функция замкнутого внутреннего контура получается близкой к фильтру Баттерворса 3-го порядка с форсирующим звеном (1+4ТμР) в числителе:

 

 

При моделирования на СО введем дополнительное звено чтобы получить передаточную функцию которая соответсвует фильтру Баттерворса 3-го порядка но не производя корректировку.

 

;

Моделирование внутреннего контура на СО

 

Рис

 

Рис

 

Рис

 

 

σ = 26,9%

tпп = 0.3 c

Расчет внешнего контура на МО

 

Внешний контур:

 

Рис

 

Объектом управления для внешнего контура является весь оптимизированный на МО внутренний контур + ме

s