Система автоматического управления регулируемым электроприводом

.

Сигнал обратной связи по току определяется разностью Uот=Kт×Icт - Ucp1, где Ucp1 - напряжение сравнения в Н31 – напряжение пробоя стабилитрона. Он должен уравновешиваться напряжением задания на вход контура тока, которое равно Uрс.нас. Тогда напряжение сравнения:

.

Для осуществления отсечки по току принимаем стабилитроны на напряжение срабатывания - Д815Б (Uст.ном = 6,8 В; Iст = 50 1150 мА).

3. Динамика САУ РЭП

3.1 Составление структурной схемы в соответствии с заданным порядком астатизма и функциональным назначением ЭП

Проектируемый привод предназначен для реализации главного движения станка, следовательно, его основная задача – поддержание скорости соответственно заданной, то есть по своему функциональному назначению он относится к классу регулируемых электроприводов (РЭП), и основным регулируемым параметром для него является угловая скорость, а подчиненным – сила тока. Таким образом, основу структуры РЭП составят два контура управления:

- внутренний – контур тока (1К);

- внешний – контур скорости (2К).

Структурная схема РЭП представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Структурная схема САУ РЭП

Для определения параметров регуляторов тока и скорости воспользуемся методикой оптимизации по модульному оптимуму (настройка на технический оптимум) [4].

В качестве желаемых передаточных функций выбираем соответствующие апериодическому переходному процессу:

- для 1-го контура:

;

- для 2-го контура:

,

где .

Для определения передаточной функции регулятора тока запишем уравнение:

,

где - искомая передаточная функция регулятора тока;

- желаемая передаточная функция разомкнутого 1-го контура;

- передаточная функция, состоящая из реальных звеньев в разомкнутой системе;

- передаточная функция датчика тока.

Следовательно,

;

Получили передаточную функцию ПИ-регулятора тока. Аналогично производится синтез регулятора скорости:

,

где - искомая передаточная функция регулятора скорости;

- желаемая передаточная функция разомкнутого 2-го контура;

- передаточная функция, состоящая из реальных звеньев в разомкнутой системе;

- передаточная функция замкнутого внутреннего контура:

;

- передаточная функция датчика скорости.

;

;

Полученное значение коэффициента П-регулятора скорости очень мало, поэтому примем .

3.2 Расчет переходных процессов в РЭП

Переходный процесс по определенному параметру представляет собой графическое решение дифференциального уравнения, описывающего движение исследуемой системы по соответствующей координате. Поэтому переходные процессы по току и скорости в РЭП рассчитываются на основе решения соответствующих дифференциальных уравнений.

3.2.1 Составление дифференциальных уравнений в форме Коши и уравнений связи

Система дифференциальных уравнений составляется на основе структурной схемы, показанной на рисунке 3.1. На схеме выходные и выходные параметры звеньев, в знаменателе передаточных функций которых содержится оператор p, обозначаются через и y с соответствующими индексами. Нелинейные звенья НЗ1 и НЗ2 представлены в виде функций F1 и F2 соответственно. Дифференциальные уравнения, описывающие каждое из указанных звеньев, получают путем преобразования их передаточных функций. Уравнения, записанные в форме Коши, имеют следующий вид:

1) интегральная часть регулятора тока:

2) тиристорный преобразователь:

3) электрическая составляющая двигателя:

4) механическая составляющая двигателя:

Уравнения связей:

1)

2)

3)

4)

3.2.2 Составление таблицы исходных расчетных данных для реализации стандартных программ построения переходных процессов в РЭП

Для расчета переходных процессов по току и скорости с помощью стандартных программ составим таблицу исходных расчетных данных (таблица 3.2.2).

Таблица 3.2.2 – Исходные данные для программы «РЭП-СЭП»

 Скачать реферат