Одноконтурная СУЭП с отрицательной обратной связью по скорости, (функциональная схема, формирование статических характеристик в одноконтурной СУЭП).

Система с отрицательной обратной связью по скорости

Статические характеристики системы с отрицательной обратной связью по скорости

В системе с отрицательной обратной связью по скорости можно получить абсолютно жесткие характеристики, но только при очень большом коэффициенте усиления. Такие же характеристики можно получить при интегральном регуляторе скорости.

U_y = (U_зс – U_дс)×к_рс (при R_зс = R_дс);

Е_п = U_у ×к_п = Е + I×(R_a + R_п);

Е = с_е×Ф_н×W;

U_дс = к_дс×W, .

(U_зс – к_дс×W)×к_рс×к_п = с_е×Ф_н×W + I×(R_a + R_п);

U_зс×к_рс×к_п + к_дс×W×к_рс×к_п = с_е×Ф_н×W + I×(R_a + R_п);

;

.

а) к_дс×к_рс×к_п = 0 ® ;

б) к_дс×к_рс×к_п = ¥ ® DW = 0.

6. Двигатель постоянного тока как объект динамики. Структурная динамическая схе­ма машины постоянного тока с независимым возбуждением. Передаточные функ­ции и характеристики элементов схемы.

ОВ – обмотка возбуждения, ОВТ – обмотка вихревых токов. Составляем уравнения Кирхгофа:

. Из 2-го уравнения выражаем , из 3-го уравнения выражаем . Уравнение моментов М_дв-М_с=Jрω. М_дв=kФi_я. Кривая намагничивания машины Ф=f(i_в). Составляем схему моделирования:

Полученная модель является нелинейной, так как есть НЭ, формирующий координату Ф; есть перемножители, которые обогащают спектр формирующих сигналов и могут рассматриваться как НЭ. Линеаризация производится заданием конкретного значения Ф (Ф_ном). Возможна также линеаризация на произвольном участке кривой намагничивания. Тогда схема приобретает вид:

7(8). Линеаризованная математическая модель двигателя постоянного тока в именован­ных(относительных) единицах. Условия линеаризации. Передаточные функции элементов схемы. Передаточная функция ДП

9. Настройка контура тока в СУЭП с подчиненным регулированием координат с за­торможенным ротором. Влияние обратной связи по ЭДС на вид переходных про­цессов в контуре тока. Функциональная и структурная динамические схемы.

Структурная схема внутреннего контура тока представлена на рисунке 5.21.

Рисунок 5.21

Допущения:

- датчик тока считаем безинерционным ;

- все малые инерционности, которые имеет контур, включены на входе ТП ;

- ЭД заторможен (Е = 0) или (DЕ» 0), а значит отсутствует ОС по ЭДС.

Контур тока содержит звенья с большой и малой инерционностью (малую инерционность компенсировать не следует, она будет определять помехоустойчивость контура).

Структурная схема контура тока с учетом сделанных допущений представлена на рисунке 5.22.

Рисунок 5.22

МО: ;

.

Получили регулятор тока (РТ) ПИ-типа. С этим регулятором система астатическая и по заданию, и по возмущению (для заторможенного двигателя).

,

где – передаточная функция прямого канала;

– передаточная функция разомкнутого контура.

Тогда, передаточная функция замкнутого контура тока

;

,

где 2Т_m = Т_т – эквивалентная постоянная времени оптимизированного на МО контура тока.

УР:

Настройка контура скорости в СУЭП с подчиненным регулированием координат на модульный оптимум. Функциональная и структурная динамические схемы. Переходные процессы при настройке контура на модульный оптимум.

Структурная схема контура скорости представлена на рисунке

DI_с = 0.

;

.

С этим П-регулятором система астатична по заданию и статична по возмущению. В целом система статическая.

где Т_с = 2Т_т – эквивалентная постоянная времени оптимизированного на МО контура скорости.

.

УР: .

График переходного процесса контура скорости представлен на рисунке. Такой характер переходного процесса будет в том случае, если все звенья системы являются линейными (не выходят на ограничение регулятора скорости). С данным регулятором контур скорости является астатическим первого порядка по заданию. При подаче линейного сигнала задания появляется ошибка по скорости, т.е. система является статической по заданию. Порядок астатизма равен номеру производной во входном сигнале, при котором контур становится статическим, т.е. появляется ошибка по скорости.

Передаточная функция контура скорости по возмущению

;

УР: .

По возмущению контур скорости является статическим. Величина ошибки пропорциональна I_с.

;

В некоторых случаях получается .

11. Настройка контура скорости в СУЭП с подчиненным регулированием координат на симметричный оптимум. Функциональная и структурная динамические схемы. Пе­реходные процессы при настройке контура на симметричный оптимум.

СО: ;

.

Получили ПИ-регулятор, у которого k_рс^(со) = k_рс^(мо); Т_из = 4Т_т.

.

Передаточная функция контура скорости по возмущению

;

УР: .

а) б)

График переходного процесса контура скорости с фильтром на входе представлен на рисунке

Контур скорости, оптимизированный на СО с фильтром на входе имеет быстродействие вдвое меньшее, чем контур, оптимизированный на МО.

Данный контур скорости является по заданию астатическим второго порядка (только при наличии 2-й производной во входном сигнале появляется ошибка). Астатизм достигнут за счет уменьшения быстродействия.

Дата добавления: 2015-08-10