Лабораторная работа № 4

1 2 3 4 5 6 7

ИССЛЕДОВАЯИЕ САУ СКОРОСТЬЮ ДВИГАТЕЛЯ, СИНТЕЗИРОВАННОЙ МЕТОДОМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ КОНТУРОВ

4.I. Цель работы

Изучение метода последовательной оптимизации контуров.

4.2. Последовательность синтеза САУ методом

последовательной оптимизации контуров

ЗИ

W_pc

W_p_т

К_Т

ЗИ

W_pc

W_p_т

К_Т

Структурная схема астатической САУ подчинённого регулирования скоростью электродвигателя представлена на рис. 4.1. На этом рисунке приняты обозначения: Т_м и Т - соответственно электромеханическая и электромагнитная постоянные времени: Т₀ и β_п - постоянная времени и коэффициент усиления вентильного преобразователя; k_т и ɣ - коэффициенты обратной связи по току и э. д. с. электродвигателя; W_рт и W_рс - передаточные функции соответственно регулятора тока и скорости; ЗИ - задатчик интенсивности, необходимый для формирования требуемых динамических характеристик по задающему воздействию.

(4.1)

Сущность метода синтеза заключается в том, что вначале синтезируется контур тока, а затем контур скорости. Причём оба контура синтезируются из условия максимального быстродействия, что позволяет более качественно отработать закон изменения задающего воздействия U_з.

W_p_т

К_Т

Структурная схема контура регулирования тока без учёта внутренней отрицательной обратной связи по э. д. с. двигателя имеет вид:

(4.2)

Здесь U_зт– направление задания тока. I – ток электродвигателя.

Приняв передаточную функцию регулятора тока:

(4.1)

Из рисунка (4.2) можно записать:
(4.2)

Из (4.2) следует, что передаточная функция контура тока имеет вид:
(4.3)

Целью синтеза контура тока является определение постоянной времени α_Т пропорционально-интегрального регулятора тока. Характеристическое уравнение контура тока имеет вид:

Примем корим характеристического уравнения, соответствующие техническому оптимуму:

Согласно теореме Виетта характеристическое уравнение можно представить:

(4.4)

Приравняв коэффициенты при одинаковых степенях равенства (4.4) получим:

Таким образом

(4.5)

С учетом (4.5) передаточная функция контура тока имеет вид:

(4.6)

Структурная схема контура регулирования скорости с учетом (4.6) представлена на рис. 4.3.

Из рис. 4.3 можно записать:

(4.7)

Из 4.7 следует, что передаточная функция контура регулирования э. д. с. (скорости) двигателя будет иметь вид:

(4.8)

Целью синтеза контура скорости является определение параметров пропорционально-интегрального регулятора скорости Т₁ и Т₂.

Рис. 4.3

Зададимся корнями характеристического уравнения передаточной функции (4.8) (4.9)

Согласно теореме Виетта с учетом (4.8) и (4.9) можно записать равенство:

(4.10)

Вводя обозначения:

(4.11)

И приравнивая коэффициенты при одинаковых степенях равенства (4.10) получим:

(4.12)

(4.13)

(4.14)

(4.15)

Из (4.12) и (4.13) следует:

(4.16)

Из (4.14) и (4.15) можно определить Т₁ и Т_2.

(4.17)

Корни характеристического уравнения контура регулирования скорости будут иметь вид:

4.3 Схема модулирования САУ

Схема модулирования представлена на рисунке 4.4

Здесь:

; ; ; ; =1; ;

; ; ;

Приведенные соотношения позволяют определить положения программных переключателей.

4.4 Исходные данные к работе

; ɣ=1

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	0,02	0,04	0,08	0,12	0,15	0,02	0,04	0,08	0,12	0,04	0,08	0,12
	0,05	0,06	0,08	0,2	0,25	0,06	0,15	0,06	0,12	0,05	0,06	0,06
	0,5	0,5	0,5	1	1	1	0,25	0,5	0,5	1	1	0,5

4.4 Порядок выполнения работы

1. В соответствии с исходными данными табл. 4.1 необходимо

рассчитать параметры регулятора скорости и тока.

2. Вычертить схемы моделировании САУ и указать положение

программных переключателей.

3. Снять осциллограммы переходных процессов для скорости и

тока электродвигателя по возмущающему воздействию и задающему

без задатчика интенсивности.

4. Снять осциллограммы переходных процессов для скорости и

тока электродвигателя по задающему воздействию с задатчиком интенсивности (два значения времени пуска двигателя задаются

преподавателем).

5. Снять осциллограммы переходных процессов без обратнойсвязи по току.4.6. Содержание отчёта 1. Название и цель работы. 2. Структурная схема САУ и расчёт параметров регулятора токаи регулятора скорости. 3. Схемы моделирования САУ с аадатчиком интенсивности и беззадатчика. 4: Построить осциллограммы переходных процессов по задающему и возмущающему воздействию.4.7. Контрольные вопросы 1. Как рассчитать контур регулирования тока? 2. Как рассчитать контур регулирования скорости? 3. Как рассчитать переходные процессы для тока и скоростипри наличии задатчика интенсивности? 4. Назначение задатчика интенсивности. 5. Уметь пояснить графини переходных процессов для тока искорости электродвигателя по задавшему и возмущающему воздействию.