Міносвіти Росії
Іванівський Державний Енергетичний Університет
Кафедра електроніки і мікропроцесорних систем
Лабораторна робота
«Проектування аналого-цифровий електромеханічної САУ»
Студент
Купрін І.В.
Іваново +2014
1. Складання математичного опису об'єкта управління у співвідношеннях «введення-виведення» і змінних стану
Для складання структурної схеми об'єкта управління необхідно записати диференціальні рівняння, що описують процеси, що відбуваються в ньому:
Малюнок 1.1 - Структурна схема об'єкта управління.
математичний струмовий напруга регулятор
Визначаються передавальні функції об'єкта управління:
Складається векторно-матричне опис:
записуються рівняння Коші:
З них визначаються матриці А, В і С:
. Оцінка динамічних і статичних характеристик об'єкта управління кореневими, частотними і тимчасовими методами аналізу
) визначаються нулі і полюси передавальних функцій і:
: нулів немає, полюси: - 303,03;- 22,74;- 114,24.
: нулі: - 136,99; полюси: - 22,74;- 114,24.
Система повністю керована по входах Uу і -МС, т. к. немає однакових нулів і полюсів.
Матриці керованості U1 і U2 по входах Uу і -МС:
Рангове метод показав, що система повністю керована по входу Uy і не повністю керована по входу - Mс.
) визначаються кореневі показники якості для функції:
середній геометричний корінь:;
ступінь стійкості:?=22,74;
коливальність: ?=0;
час перехідного процесу: TП? 3 /? =0,13 с.
) будуються АЧХ, ЛАЧХ і ЛФЧХ для функції:
Визначаються частотні показники:
частота зрізу -? С? 83,3 рад/с;
смуга пропускання - 0 - 83,3 рад/с;
резонансної частоти немає, тому що в системі немає комплексних коренів, значить і немає коливань, отже, не визначається і показник колебательности.
Малюнок 2.1 - ЛАЧХ і ЛФЧХ передавальної функції
Малюнок 2.2 - АЧХ передавальної функції.
4) Розрахунок і побудова перехідних характеристик при? =0,1? Max
Малюнок 2.3 - Перехідна х-ка ОУ по швидкості при ступінчастому зміні Uy, Мс та додатку гармонійної складової моменту.
Малюнок 2.4 - Перехідна х-ка ОУ по струму при ступінчастому зміні Uy, Мс та додатку гармонійної складової моменту.
Моделювання показало, що перехідні процеси в системі стійкі. Оцінюється якість перехідних процесів по швидкості за допомогою прямих показників якості:
час регулювання: ТР? 0,12 с;
час наростання: ТН=ТР? 0,12 c;
помилка стабілізації швидкості:? М? 110%;
час відновлення: ТБ=0;
відносне відхилення періодичної складової швидкості від заданого значення:? Мsin=22%;
перерегулирование:? =0.
Час досягнення визначати не потрібно, т. к. процеси в системі не коливальні.
Необхідно зіставити отримані статичні і динамічні характеристики ОУ з технічними вимогами:
Таблиця 1
ПараметрТехніческіе требованіяОпределено в даній работеМаксімально допустима похибка стабілізації швидкості при ступінчастому зміні моменту навантаження від нульового до максимального 0110% Час перехідного процесса50 мс? 120 мсВремя відновлення швидкості при ступінчастому зміні моменту навантаження від нульового до максимального? 1с 0Перерегулірованіе швидкості? 20% 0Полная компенсація гармонійної складової моменту опору так ні
Т.к. не всі характеристики системи задовольняють технічним вимогам, то доцільно синтезувати замкнуту САУ.
3. Синтез астатического каскадного регулятора
Малюнок 3.1 - Структурна схема САУ з каскадним регулятором.
Механічна постійна часу якірного ланцюга:
Т М gt; gt; Т СП=0,0033 с, отже, вплив зворотного зв'язку по протівоедс буде незначним, т. Е. Цим зв'язком можна знехтувати
Регулятор струму: вибирається ПІ-регулятор, загальний вигляд передавальної функції
де? Т=T Я, тому необхідно компенсувати постійну часу якоря, постійної часу силового перетворювача нехтують;
Після підстановки числових значень, виходить передавальна функці...
