Geum.ru

Темы курсового проекта «Разработка системы автоматического регулирования следящим электроприводом»

Вид материалаДокументы

Содержание


1.3. Методические указания и рекомендации по проектированию
Подобный материал:

Темы курсового проекта

«Разработка системы автоматического регулирования следящим электроприводом»


1.1. Исходные данные:

  • Объект регулирования – двигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. На валу двигателя установлен датчик скорости (тахогенератор) и датчик пути (угла поворота вала) (см. рис. 5). Тахогенератор имеет выходное напряжение 10 В при номинальной скорости двигателя. Датчик пути безынерционный и имеет коэффициент передачи .
  • Двигатель питается от безынерционного полупроводникового преобразователя ППр с коэффициентом передачи (коэффициентом усиления) .

Варианты параметров двигателя приведены в табл. 2.

Таблица 2

Вариант
Uдв.н, В
Iдв.н, А
nн, об/мин
Мн, Нм
J, кгм2
Rя, Ом
Lя, Гн
Pн, кВт

1
220
10,5
1000
16,1
0,057
1,9
0,025
1,9

2
220
13,2
1000
23,9
0,11
1,5
0,03
2,5

3
220
16,6
1000
31,6
0,13
1,2
0,024
3,3

4
220
24
1000
45,7
0,26
0,83
0,016
4,7

5
220
27
1000
51,6
0,307
0,74
0,015
5,4

6
220
20,6
1500
26,1
0,11
0,97
0,02
4,2

7
220
33,4
1000
60,8
0,104
0,474
0,0087
6,3

8
220
56
1500
65,7
0,104
0,109
0,0031
11

9
220
80,5
2360
64,7
0,104
0,075
0,0014
16

10
220
120
3150
72,6
0,104
0,041
0,0008
24

11
220
30
750
71,6
0,2
0,559
0,0109
5,6

12
220
41,7
1060
72,6
0,2
0,303
0,0061
8



  • Система регулирования должна быть трехконтурная с релейным регулятором тока, с П-регулятором скорости (рис. 6). Путевой канал должен быть выполнен в двух вариантах: с П-регулятором и с ПИ-регулятором пути.
  • Управление электропривода осуществляется от задатчика пути.
  • При П-регуляторе пути время регулирования в линейной зоне должно быть не более 0,1 с, а скоростная ошибка при равномерной заводке (при линейно нарастающем задающем напряжении) с ускорением (темпом нарастания) 1 В/с должна быть не более 0,01 рад.
  • При ПИ-регуляторе пути величина перерегулирования σ при скачке задающего напряжения в линейной зоне не должна превышать 25 %, а время регулирования – 0,1 с.



1
.2. Требуется:
  • Составить полную структурную схему электропривода со свернутым токовым контуром.
  • Рассчитать параметры регуляторов, исходя из заданной величины перерегулирования и времени регулирования, используя метод логарифмических частотных характеристик.
  • Провести моделирование работы электропривода на ЭВМ в среде Matlab-Simulink и убедиться в правильности произведенных расчетов и в получении заданных параметров переходных процессов.
  • Составить пояснительную записку, в которой привести:
    1. Описание электропривода, его электрическую схему.
    2. Структурную схему и ее преобразования к удобному для расчета виду.
    3. Логарифмические характеристики разомкнутых скоростного и путевого контуров.
    4. Расчеты параметров регуляторов, величин перерегулирования, времени регулирования при скачке задающего сигнала, скоростных ошибок при равномерной заводке.
    5. Осциллограммы скорости, угла поворота вала и тока якоря при скачке задающего напряжения, при котором ток не выходит за пределы токоограничения (по этой осциллограмме определяется время регулирования и величина перерегулирования), а также осциллограммы отработки заданного угла поворота вала и осциллограммы при равномерной заводке.
  • Необходимо также в установившемся режиме работы (при заданной заданном угле поворота вала или при его нулевом значении провести наброс и сброс нагрузки, зарисовать осциллограммы «провала» и «выброса» угла поворота вала двигателя. Определить динамические и статические ошибки и прокомментировать полученные результаты в пояснительной записке.


1.3. Методические указания и рекомендации по проектированию
  • Дифференциальные уравнения, описывающие двигатель, те же, что и в п. 1.3.
  • ПИ-регулятор пути выполнять по рис. 4 с теми же ограничениями.
  • Синтез контура пути с ПИ-регулятором производить при использовании методики синтеза системы типа 2-1-2, описанной в учебном пособии по ТАУ, а синтез с П-регулятором – по методу синтеза системы 1-2.
  • Структурная схема токового контура имеет следующий вид (рис. 8).

Передаточная функция разомкнутого контура запишется как .

Передаточная функция замкнутого контура при этом определиться как

.

При КРРТ → ∞, что имеет место при релейном регуляторе тока, , т. е. токовый контур становится практически безынерционным.
  • В данном проекте высокочастотными пульсациями выходного напряжения преобразователя, имеющими место при реальном релейном регулировании тока, можно пренебречь.
  • Упрощенная структурная схема электропривода при этом становится двухконтурной. Внутренний контур скоростной, а внешний – путевой. Внутренняя отрицательная обратная связь по ЭДС в двигателе не оказывает никакого влияния и в структурной схеме ею можно пренебречь.
  • При синтезе скоростного и путевого контуров САР необходимо пользоваться понятиями добротности по скорости и по ускорению.
  • Рекомендуется сначала выбрать желаемую ЛАЧХ разомкнутого путевого контура (типа 2-1-2 для ПИ-регулятора пути или 1-2 для П-регулятора), по заданной величине перерегулирования σ и времени регулирования определить параметры а, b и относительное время регулирования .
  • Определить частоту среза как .
  • Построить желаемую ЛАЧХ разомкнутого путевого контура. По ее сопрягающим частотам и добротности по ускорению определить параметры регуляторов скорости и пути.