Синтез системы управления электроприводом
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?равнения)
Д - датчик (датчик перемещения)
Объект управления ОУ включает в себя:
ДПТ - электродвигатель (ДПТ),
ИО - исполнительный орган (плунжер)
ОУ - объект управления (поршень)
ТМ - техническая машина (амортизатор)
2.2 Описание модели дифференциальными уравнениями
В качестве регулятора используются: для регулирования положения - ПД -регулятор.
С учетом, что магнитный поток постоянен и численно равен индуктивности обмотки, его порождающей при силе тока в 1А:
Для математического описания необходимо знать значение следующих величин:m- конструктивный коэффициент двигателя;Я - сопротивление обмотки якоря;Я - индуктивность обмотки якоря;- момент инерции ротора вместе с шестернёй редуктора;- коэффициент трения в подшипниках;
.3 Построение САУ АЭП в программном пакете Matlab без регулятора
Рисунок 2.2 -Система без регулятора
Рисунок 2.3 Механическая характеристика двигателя
Рисунок 2.4 Переходной процесс по скорости
Рисунок 2.5 Пусковой ток в обмотке якоря
Рисунок 2.6 Переходной процесс АЭП
Время установления - 1.5 с., статическая ошибка - 0, перерегулирование - 0, пусковой ток - 98А.
Полученный результат (рис. 2.6) нас не удовлетворяет - нет переходного процесса и установившегося режима. Рис. 2.5 показывает, что в системе сильно большой пусковой ток, а это недопустимо для нашей системы. Для того чтобы добиться лучших результатов необходима оптимизация. Её проведем:
) С помощью добавления ПД -регулятора, так как нам необходимо управлять перемещением. Для уменьшения больших пусковых токов будем использовать обрезку по току.
) С помощью реле, для уменьшения пускового тока буду использовать каскадный разгон двигателя.
2.4 Оптимизация САУ АЭП с помощью реле
Рисунок 2.7 - Система с использованием реле
Рисунок 2.8- Механическая характеристика двигателя
Рисунок 2.9 Переходной процесс по скорости
Рисунок 2. 10-Пуск тока в обмотке якоря при каскадном разгоне
Рисунок 2.11 - Переходной процесс АЭП
При помощи подбора оптимальных номиналов резисторов: R1=8, R2=1.5, R3=0.5 я получила равномерный каскадный разгон двигателя.
На рис 2.10 видно, что при равномерном разгоне двигателя пусковой ток уменьшился с 180А до 89А.
2.5 Оптимизация САУ АЭП с помощью ПИД- регулятора
Применим ПИД-регулятор. Подберем оптимальные значения коэффициентов ПИД -регулятора kd, kp, ki. Результат представлен на рис. 2.12.
Рисунок 2.12 Система после оптимизации при ПИД -регуляторе
Рисунок 2.13 - Механическая характеристика двигателя
Рисунок 2.14 - Переходной процесс по скорости
Рисунок 2.15 Пусковой ток в обмотке якоря
Из рис. 2.15 видно, что пусковой ток уменьшился до 118 А. Этот результат нас удовлетворяет.
м
Рисунок 2.10 - Переходной процесс АЭП
Оптимальные значения коэффициентов ПИД- регулятора:=65, kd =37, ki=6.7
Из переходного процесса АЭП видно, что время установления составляет 120 секунд, перерегулирование равно 0, статическая ошибка равна 0.
автоматизированный электропривод регулятор технологический
ВЫВОДЫ
В курсовом проекте я разработала систему управления электроприводом с двигателем постоянного тока. В ходе решения выполнила такие задачи:
построила структурную схему;
построила математическую модель электропривода;
провела оптимизацию двумя видами:
)С помощью ПИД -регулятора
После ее проведения получила комбинированный закон регулирования для данной системы с коэффициентами ПИД- регулятора kp =65, kd =37, ki=6.7
показатели качества оптимизированной математической модели:
- время установления tуст=4с;
перерегулирование отсутствует
- статическая ошибка составляет 0
пусковой ток 118А.
) С помощью реле. Подобрал номиналы резисторов. R1=8Ом, R2=1.5Ом, R3=0.5Ом.
пусковой ток 89 А.
После сравнения двух систем регулирования, можно сделать вывод, что, в данном случае, система с регулятором лучше борется с пусковыми токами, но дольше время установления. Система основана на релейном управлении значительно быстрее входит в желаемый режим, но при этом возникают высокие пусковые токи.
Поэтому САУ необходимо выбирать исходя из того какие параметры являются более важными в конкретном случае
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.М. П. Белов, В. А. Новиков, Л. Н. Рассудов. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов. Учебник для вузов. М. : Издательский центр Академия,2004. -576 с
.Терехов В. М. Элементы автоматизированного электропривода. М. : Энергоатомиздат, 1987.
.Арменский Е. В. , Фалк Г. Б. Электрические микромашины, Уч. для вузов, -М: Высшая школа, 1985, 230с.
.. Конспект лекций.