я регулятора струму наступного виду:
Розрахунок перехідних характеристик:
Рисунок 3.2 - Перехідна характеристика контуру струму
Малюнок 3.3 - Перехідна характеристика контуру швидкості.
Оцінюється якість замкнутої САУ:
час регулювання Т р=0,11 с;
час наростання Т Н=0,02 с;
відносна похибка стабілізації швидкості? М=0%;
час відновлення Т В? 0,55 с;
- перерегулирование швидкості? =;
відносне відхилення періодичної складової від заданого значення? Мsin=2,5%.
Не виконуються вимоги по швидкодії і повної компенсації гармонійної складової моменту, але виконується вимога до точності.
Визначається лінійна зона роботи:
Малюнок 3.4 - Максимальна амплітуда струму: а) - при UВХ=1 В; б) - при UВХ=1,15 В
при UВХ=1 В IMAX=62,3 А; для отримання IMAX=3IН=72 А UВХ має бути рівним:
UВХ.лін=(72/62,3) · 1=1,15 В, отже система працюватиме в лінійній зоні при UВХ від 0 до 1,15 В.
Реалізація регуляторів на операційних підсилювачах:
Малюнок 3.5 - Реалізація ПІ-регулятора на операційних підсилювачах.
Регулятор струму:
1)? Т=0,11 - отже R4/R3=0,11. Приймається R3=100 кОм, тоді R4=11 кОм.
2)? Т=0,0073 с - отже С1R=0,0073. Приймається С1=1 мкФ, тоді R1=R2=7,3 кОм.
Регулятор швидкості:
1)? Т=24,56 - отже R4/R3=24,56. Приймається R3=10 кОм, тоді R4=245,6 кОм.
2)? Т=0,13 с - отже С1R=0,13. Приймається С1=10 мкФ, тоді R1=R2=13 кОм.
. Розрахунок уставки струмообмеження і обмеження напруги
Обмеження по струму: IMAX=± 3IН=± 72 А, обмеження по напрузі UMAX=КДТ · IMAX=0,5 · 72=36 В. По напрузі потрібно обмеження UMAX.ТР=± 1,2 · 10 B= ± 12В, отже потрібно зменшити в 3 рази коефіцієнт датчика струму, але тому величина КДТ використовується при розрахунку параметрів регуляторів? С (прямо пропорційно КДТ) і? Т (обернено пропорційно КДТ), то необхідно перерахувати і їх.
КДТ=0,5/3=0,166
? С=24,56/3=8,186
? Т=0,11 · 3=0,33
Т.к. регулятори струму і швидкості ПІ-типу, то вводиться регулятор наступного виду:
Малюнок 4.1 - Регулятор ПІ-типу з обмеженням.
Розраховуються перехідні характеристики при UВХ=10 В:
Малюнок 4.2 - Перехідна характеристика напруги на виході силового перетворювача.
Малюнок 4.3 - Перехідна характеристика струму
Малюнок 4.4 - Перехідна характеристика швидкості.
Як видно з перехідних характеристик, максимальний струм двигуна не перевищує 72 А, напруга на виході силового перетворювача не перевищує 264 В і зменшується перерегулювання, але знижується швидкодію.
5. Синтез астатического полиномиального регулятора «входу-виходу»
В якості характеристичного полінома вибирається поліном Ньютона. Необхідно визначити величину середнього геометричного кореня, виходячи з необхідного швидкодії системи (ТП=50 мс).
Малюнок 5.1 - Структурна схема САУ з поліноміальним регулятором.
У п.2 було визначено, що система повністю керована по входу Uy.
Порядки поліномів: degA=3, degB=0, degC=0, degR=3, degD=4.
Рівняння синтезу: sC (s) A (s) + R (s) B (s)=D (s).
середньогеометричні корінь:? 0? (4 + 2? 3)/0,05=149,28. Вибирається середньогеометричні корінь, рівний 160.
Для визначення коефіцієнтів поліномів С і R потрібно скласти за допомогою рівняння синтезу систему рівнянь і вирішити її:
де d4=1, d3=4? 0, d2=6? 02, d1=4? 03, d0 =? 04.
Було отримано наступне рішення: c0=1; r3=7,46 · 10-6, r2=0,0041, r1== 0,582, r0=24,445.
Передавальна функція регулятора:
Даний регулятор технічно нереалізуем, тому необхідно ввести в знаменник вираз (Ts + 1) 3, де Т - дуже мала постійна часу, що не впливає на роботу системи (приймається Т=0,0001 с).
Малюнок 5.2 - Структурна схема САУ з поліноміальним регулятором.
Малюнок 5.3 - Перехідна характеристика швидкості САУ з поліноміальним регулятором.
Малюнок 5.4 - Перехідна характеристика струму САУ з поліноміальним регулятором.
Малюнок 5.5 - Визначення відхилення періодичної складової швидкості від заданого значення.
Оцінюється якість замкнутої САУ:
час регулювання Тр=0,049 с;
час наростання ТН=0,049 с;
відносна похибка стабілізації швидкості? М=0%;
час відновлення ТБ? 0,04 с;
перерегулирование швидкості? =0;
- відносне відхилення періодичної складової від заданого значення? Мsin=0,074%.
Виконуют...
