т управління - дизель. Для усунення впливу інерційності дизеля на систему, приймаємо Т Р=Т Д. Крім того, в першому наближенні можна знехтувати баластної постійної часу Т р регулятора. У цьому випадку динаміку Сарчев можна наближено описати наступною функцією:
.
Цією передавальної функції (без урахування коефіцієнта посилення k р регулятора), відповідає L 2 (w) на рис. 9. Характеристика L2 (w) має нахил - 20 дБ/дек до частоти w 2, а на ділянці від частоти w 2 нахил ЛАХ складе - 60 дБ/дек.
Далі необхідно побудувати логарифмічні фазові характеристики системи (ЛФХ) для вибраного значення Т Р регулятора. За передавальної функції розімкнутої Сарчев можна написати вираз для визначення фазового кута системи.
Для випадки обліку властивостей дизеля і чутливого елемента (L 1 (?)) фазовий кут дорівнює:
. (40)
Для випадки обліку регулятора з обраною н?? стройкой Т І=Т Д фазовий кут системи визначається:
. (41)
Таблиця 5.1-залежність фазового кута від частоти обертання вала дизеля
wj 1 (w) j 2 (w )1-97,973-90,2852-105,679-90,5693-112,902-90,8544-119,508-91,1395-125,444-91,4256-130,718-91,7117-135,377-91,9978-139,487-92,2849-143,116-92,57210-146,332-92,86120-165,494-95,81730-175,102-98,97240-181,958-102,4550-187,979-106,40660-194,007-111,04570-200,6-116,64180-208,266-123,55690-217,523-132,228100-228,826-143,062200-324,483-236,604300-340,784-252,198400-346,528-257,589500-349,542-260,391600-351,424-262,131700-352,719-263,325800-353,668-264,199900-354,396-264,8671000-354,971-265,396
За даними таблиці будуємо логарифмічні фазові характеристики, поєднуючи їх графіком логарифмічних частотних характеристик. По горизонтальній осі графіка відкладається частота в логарифмічному масштабі, а по вертикальній осі - фазовий кут системи в градусах. При цьому рівень - 180? ЛФХ поєднується з рівнем 0 дБ ЛАХ. Крива? 1 (?) Відповідає випадку вихідної системи без урахування властивостей регулятора,? 2 (?) - Нагоди з урахуванням властивостей регулятора.
Побудована ЛАХ L 2 (w) враховує вплив регулятора на динамічні властивості системи, але не враховує його коефіцієнт підсилення. Якщо врахувати коефіцієнт посилення регулятора, то лінія L 2 (w) буде проходити через точку з координатами (w=1, 20logK), де K=k т · kp · kh. При зміні коефіцієнта посилення регулятора k р характеристика L 2 (w), буде переміщатися на графіку, залишаючись паралельною самій собі. Дана обставина використовуємо для вибору такого значення коефіцієнта посилення регулятора k р, при якому положення характеристики відповідатиме найкращому перехідному процесу в Сарчев.
Найкращий перехідний процес буде спостерігатися в системі, ЛАХ якої відповідає таким вимогам:
ЛАХ перетинає рівень 0 дБ з нахилом - 20 дБ/дек;
запас стійкості по фазі становить не менше 20 - 50? ;
запас по амплітуді складає не менше - 15 дБ;
перерегулирование не повинно перевищувати 5 - 15%;
відрізок w с -? 2 лежить в межах 0,5 - 0,9 декади, де w с частота зрізу;
чим вище частота зрізу w з системи, тим коротше перехідний процес в системі і вище її швидкодію.
Для того щоб визначити настройки регулятора по логарифмічним частотним характеристикам необхідно визначити стійкість системи:? з - запас по фазі і L 3 -запас по амплітуді. Від w 2 відкладаємо відрізок 0,8 грудні отримуємо точку w с. Через цю точку проводимо лінію паралельну L 2 (w) отримуємо лінію L 3 (w). Отримане значення L 3 (1)=22 дБ дозволяє обчислити оптимальний коефіцієнт посилення Сарчев і необхідний коефіцієнт посилення регулятора.
; (42)
;
; (43)
.
Таким чином, для регулятора визначилися коефіцієнт підсилення регулятора kр. Визначаємо необхідний коефіцієнт зворотного зв'язку і баластову постійну часу регулятора:
; (44)
;
; (45)
.
Малюнок 5.1 - Логарифмічні амплітудні і фазові характеристики
5.2 Налаштування Сарчев в системі MATLAB/simulink
Малюнок 5.2 - Структурна схема Сарчев в позначеннях Simulink
Малюнок 5.3 - Графік перехідного процесу
Малюнок 5.4 - Графік ЛАХ і ЛФХ
Висновок
У даній роботі була проведена настройка системи автоматичного регулювання частоти обертання дизельного двигуна 6ЧСП13/14 ефективною потужністю 150 к.с. при номінальній частоті обертання 2100 об/хв....
