Синтез системы подчиненного управления электропривода постоянного тока
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
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 Т? 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
? = 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 Т?, можно принять:
Соответственно передаточная функция замкнутого внутреннего контура получается близкой к фильтру Баттерворса 3-го порядка с форсирующим звеном (1+4Т?Р) 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
? = 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?/p>