Автоматизированный электропривод главного движения универсального фрезерного станка модели 6Н81
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
тора и ротора:
.
Найдем соответствующие индуктивности для системы уравнений (5.2):
;
;
.
Определим эквивалентные сопротивление и индуктивность:
,
.
Определяем постоянные времени:
,
.
Конструктивная постоянная момента:
.
Коэффициент усиления преобразователя:
.
5.3 Определения структуры и параметров управляющего устройства
Необходимыми элементами системы управления, в соответствии с функциональной схемой автоматизированного электропривода являются управляемый преобразователь энергии, регуляторы основных координат электропривода, датчики обратных связей, преобразователи координат и схема компенсации перекрестных связей. Из математической модели объекта управления видно, что он содержит два канала регулирования - скорости и потокосцепления ротора, между которыми имеются перекрестные обратные связи. Кроме этого на изменение скорости существенным образом влияет изменение потокосцепления ротора. Для обеспечения оптимальных переходных процессов, а также для ограничения промежуточных координат целесообразно использовать систему управления, которая построена по принципу подчиненного регулирования. При таком построении системы управления каждая координата имеет свой контур регулирования и свой регулятор, настроенный оптимально. Регуляторы включены последовательно в прямой канал. Ограничение координат обеспечивается ограничением задания на соответствующий контур.
Таким образом, система управления содержит два канала управления построенных по принципу подчиненного регулирования [15, 17]. Канал потокосцепления ротора включает контуры регулирования обобщенного вектора тока ix и потокосцепления. Канал скорости ротора включает контуры регулирования обобщенного вектора тока iy и скорости.
Синтез системы управления заключается в определении структуры и параметров регуляторов системы управления каждого из каналов скорости и потокосцепления ротора, что позволяет сформировать сигналы управления uyx, uyy. Для обеспечения автономности каждого канала управления необходимо обеспечить компенсацию перекрестных связей в объекте управления (асинхронном двигателе):
.
Синтез управляющего устройства начинаем с внутреннего контура канала регулирования скорости. Определение параметров регулятора тока канала скорости начинаем, приняв допущение о пренебрежении внутренней отрицательной обратной связи по ЭДС двигателя. Контур регулирования тока i1y показан на рис. 5.2.
Рис. 5.2
Регулятор тока настроим на модульный оптимум. Параметры найдем из условия равенства передаточных функций разомкнутого контура тока и желаемой [15]:
(5.9)
Регулятор тока компенсирует эквивалентную электромагнитную постоянную времени ТЭ. Тогда из (5.9) получим передаточную функцию регулятора тока:
(5.10)
Регулятор тока в результате оптимизации получился пропорционально-интегральным.
Определим коэффициент обратной связи по току:
.
Постоянная интегрирования регулятора тока:
.
После оптимизации передаточная функция контура тока примет следующий вид (5.11):
(5.11)
После оптимизации контура тока переходим к оптимизации контура скорости. Определение параметров регулятора скорости производим для точки, которая соответствует номинальному значению потокосцепления ротора. Тогда структурная схема контура скорости примет вид как показано на рис. 5.3.
Рис. 5.3
Регулятор скорости настроим на симметричный оптимум. При оптимизации по задающему воздействию (UЗС) пренебрегаем возмущением (МС). Параметры найдем из условия равенства передаточных функций разомкнутого контура скорости и желаемой [15]:
,(5.12)
где y2н - номинальное значение потокосцепления, y2н = 1,37 Вб.
После преобразования уравнения (5.12) с учетом (5.11) получим передаточную функцию регулятора скорости (5.13):
(5.13)
Регулятор скорости в результате оптимизации получился пропорционально-интегральным.
Определим коэффициент обратной связи по скорости:
.
Коэффициент усиления регулятора скорости:
.
После оптимизации передаточная функция контура скорости примет следующий вид (5.14):
(5.14)
Потокосцепление ротора может меняться в переходных процессах, поэтому для компенсации этих изменений на выходе регулятора скорости поставим блок деления на относительную величину потокосцепления.
Оптимизация контура тока канала потокосцепления проводится аналогично, как и для канала скорости. Определение параметров регулятора тока канала скорости начинаем, приняв допущение о пренебрежении внутренней положительной обратной связи пропорциональной потоку двигателя.
Определим коэффициент обратной связи по току:
.
Постоянная интегрирования регулятора тока:
.
После оптимизации передаточная функция контура тока канала потокосцепления примет вид (5.11).
После оптимизации контура тока переходим к оптимизации контура потокосцепления. Структурная схема контура потокосцепления примет вид как показано на рис. 5.4.
Рис. 5.4
Регулятор потокосцепления настроим на модульный оптимум. Параметры найдем из условия равенства передаточных функций разомкнутого контура скорости и желаемой [15]:
.(5.15)
Регулятор потокосцепления компенсирует постоянную времени Т2. То