Построение структурной схемы СУ-q

Основной задачей при построении структурной схемы и моделировании системы управления является обеспечение стабильного положения ротора СК. У штатной системы управления компенсатором КСВБО 100-11У1 ошибка положения ротора равна 3 угл. градуса при погрешности датчика угла

1.5 угл. градуса. Перед нами ставится задача обеспечить, при том же датчике угла, ошибку положения ротора не более 2 угл. градуса.

Структурные схемы и результаты моделирования выполнены в среде Matlab (подпрограмма Simulink). Все параметры звеньев взяты из табл.2.1

Рис.4.1 Исходная структурная схема системы управления

Исходная схема приведена на рис.4.1. В схему введены следующие

компоненты:

- УСТАВКА - задатчик требуемого значения угла δ (в нашем случае δ≡0);

- ПОПЕРЕЧНАЯ ОБМОТКА- обмотка предназначена для стабилизации положения ротора СК с постоянной времени T_q= 0.06сек (см.табл.2.1);

- ПРОДОЛЬНАЯ ОБМОТКА- обмотка предназначена для регулирования cosφ сети (реактивной мощности) с постоянной времени T_d= 0.2сек. (см.табл.2.1);

- КОМПЕНСАТОР- объект, описанный передаточной функцией (4.9).

Из (4.9) и рис.4.1 видно, что система является структурно-неустойчивой. Для таких систем устойчивость обеспечивается введением форсирующих звеньев и изменением структурной схемы системы [15]. Задачи подобного рода слабо освещены в литературе и единого рецепта их решения не существует. Поэтому будем решать задачу поэтапно. Сначала рассмотрим управление СК для вида (4.9). Структурная схема приведена на рис.4.2.

Рис.4.2 Структурная схема СУ-q без учета влияния поперечной обмотки

Параметры регулятора выбраны согласно рекомендациям [8] и [12]. Относительно большое значение коэффициента усиления (к=1000) связано с необходимостью высокой точности стабилизации ротора, а коэффициент передачи дифференциатора (к_д=10) выбран из условия устойчивости системы стабилизации. На рис.4.3 приведены переходные процессы СУ:

-4.3а- переходный процесс на интервале 0-15сек (скачок реактивной мощности при t=1сек);

- 4.3б- переходный процесс развернут во времени (∆δ ≤ 10^-3рад.)

а) б)

Рис.4.3 Переходные процессы в СУ-q без учета поперечной обмотки

Расположение осциллограмм на рисунке: нижняя- возмущающее воздействие, средняя- ошибка системы ∆δ, верхняя- выходной сигнал δ.

Введем в структурную схему поперечную обмотку (см.рис.4.4).

Рис.4.4 Структурная схема СУ-q с учетом поперечной обмотки

При моделировании системы приведенной на рис.4.4 получен расходящийся переходный процесс. Т.е. необходимо компенсировать наличие в СУ индуктивности поперечной обмотки. Физически это реализуется включением форсирующих конденсаторов [13].

Структурная схема СУ-q с учетом всех входящих звеньев (тиристорный преобразователь тока возбуждения поперечной обмотки учитывается как пропорциональное звено при К=1) приведена на рис. 4.5

Рис.4.5 Полная структурная схема СУ-q

а) б)

Рис. 4.6 Результаты моделирования полной структурной схемы СУ-q

Расположение осциллограмм на рисунке: нижняя- возмущающее воздействие, средняя- ошибка системы ∆δ, верхняя- выходной сигнал δ.

Полученные динамические параметры синтезированной системы:

t_п≈ 3сек, ∆δ=7.5∙10^-4рад (0.05^о). Учитывая погрешность датчика углового положения ротора ∆δ_датч.≈ 1.5^о, получена общая ошибка системы

∆δ_∑ = ∆δ + ∆δ_датч = 0.05+1.5 = 1.55^о (4.10)

Вывод: синтезированная система управления СК полностью удовлетворяет поставленным требованиям.

Дата добавления: 2015-07-11