Цифровое моделирование системы управления электроприводом в пространстве исходных фазовых координат
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
альное уравнение, описывающее движение объекта управления
. (4.24)
Положим передаточную функцию механизма , где ; , тогда уравнение (4.3) примет вид:
, (4.25)
откуда выразим старшую производную управляемой координаты:
. (4.26)
Приводим управляемые координаты и управляющее напряжение к относительным единицам:
; ; ; : (4.27)
(4.28)
и переходим к координатам возмущенного движения:
; ; : (4.29)
(4.30)
где ; ;
Принимаем
Алгоритм управления РП имеет вид:
, (4.32)
где коэффициенты функции Ляпунова A13, A23, A33 находим из уравнения Барашина, учитывая что коэффициенты критерия качества k11=1, k12=k13=k22=k23=k33 =0:
. (4.33)
Главный определитель
, (4.34)
тогда
, (4.35)
где
;
;
. (4.36)
Сократим на , а также учтем, что :
. (4.37)
Сократим на , учтем, что :
. (4.38)
Поскольку , имеем , . Тогда алгоритм РП примет вид
,(4.39)
(4.40)
4.4 Составление структурной и функциональной схем системы
.4.1 Раiет контура тока
Раiет контура тока выполняется аналогично п.3.4.1.
Структурная схема контура тока приведена на рис. 3.3, функциональная схема блока РТ - на рис. 3.4, структурная схема блока РТ - на рис.3.5.
Рисунок 4.4 - Структурная схема контура тока
Рисунок 4.5 - Функциональная схема блока РТ
Рисунок 4.6 - Структурная схема реализации блока РТ
Раiет элементов функциональной схемы выполняем исходя из соотношения
, (4.41)
где K - некоторый коэффициент пропорциональности, приводящий левую и правую часть уравнения к одной размерности и учитывающий коэффициент усиления операционного усилителя DA1 в разомкнутом состоянии. Учтем, что
, , (4.42)
получим
. (4.43)
Приравниваем коэффициенты при одноименных переменных в левой и правой части уравнения:
(4.44)
Задаваясь значением K (принимаем K=10000), из (3.7) получаем значения сопротивлений резисторов R1T, R2T:
кОм, (4.45)
Если одно или несколько полученных сопротивлений выходят за границы диапазона 10 кОмтАж4,7 МОм, то нужно задаться другим значением K и повторить раiет сопротивлений. Коэффициент передачи датчика тока принять в диапазоне KДТ=100тАж150 (принимаем KДТ = 133), при условии, что номинальное напряжение шунта составляет UН.Ш. = 75 мВ. Шунт следует выбрать из условия IН.Ш. IН, IН.Ш =300 А тогда коэффициент передачи шунта
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 100 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 250 кОм
4.4.2 Раiет контура скорости
Структурная схема контура скорости приведена на рис. 4.4, функциональная схема блока РС - на рис. 4.5, структурная схема блока РС - на рис.4.6.
Рисунок 4.7 - Структурная схема контура скорости
Рисунок 4.8 - Функциональная схема блока РС
Рисунок 4.9 - Структурная схема реализации блока РС
Раiет элементов функциональной схемы выполняем исходя из соотношения
где учтем, что
; ; ; , (4.50)
где TФ = 2 мс - постоянная времени инерционной части реального дифференцирующего звена, обеспечивающей подавление высокочастотных помех в контуре управления: .
Получим
(4.51)
Приравниваем коэффициенты при одноименных переменных в левой и правой части уравнения:
(4.52)
Задаваясь значением K=10000 сопротивлениями резисторов R5 = R6 = 100 кОм инвертора DA2, а также емкостью конденсатора = 0,1мкФ и сопротивлением резистора R7 = 100 кОм, получаем значения сопротивлений резисторов R1C, R2C, R3C, R4C, а также R8:
кОм,
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 100 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 3,2 МОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 100 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 35 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 100 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 100 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 100 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 30 кОм
4.4.3 Раiет контура положения
Структурная схема контура положения приведена на рис. 4.7, функциональная схема блока РС - на рис. 4.8, структурная схема блока РС - на рис.4.9.
Рисунок 4.10 - Структурная схема контура положения
Рисунок 4.11 - Функциональная схема блока РП
Рисунок 4.12 - Структурная схема реализации блока РП
Раiет элементов функциональной схемы выполняем исходя из соотношения
(4.54)
где учтем, что
; ; ; (4.55)
; ; , (4.56)
где TФ = 3 мс - постоянная времени инерционной части реальных дифференцирующих звеньев: .
Получим
(4.57)
Приравниваем коэффициенты при одноименных переменных в левой и правой части уравнения:
(4.58)
Задаваясь значением K=1000 сопротивлениями резисторов R11 = R12 = 100 кОм инвертора DA2, а также емкостью конденсаторов = 1 мкФ, C2 = 1 мкФ и сопротивлением резисторов R7 = R9 = 100 кОм, из (4.6) получаем значения сопротивлений резисторов R1П, R2П, R3П, R4П, R5П, R6П, а также R8, R10:
кОм,
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 10 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 110 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 3,2 Мом
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 10 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 900 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 12 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 100 кОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 3 МОм
Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 100 кОм