7141

Математическое описание двигателя постоянного тока независимого возбуждения

Контрольная

Математика и математический анализ

Содержание Математическое описание двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Расчет параметров двигателя. Расчет контура тока. Расчет контура скорости...

Русский

2013-01-17

4.27 MB

155 чел.

Содержание

Математическое описание двигателя постоянного тока независимого возбуждения…3

Расчет параметров двигателя…………………………………………………………………………………………4

Расчет контура тока…………………………………………………………………………………………………………5

Расчет контура скорости………………………………………...………………………………………………………11

Список литературы…………………………………………………………………………………………………………24


Математическое описание двигателя постоянного тока независимого возбуждения

Рис. 1. Структурная схема ДПТ независимого возбуждения с ТП


Расчет параметров двигателя


Расчет контура тока

Рис. 2. Структурная схема контура тока ДПТ независимого возбуждения с ТП

где

- колебательное звено.

Для настройки контура тока на технический оптимум, его постоянная времени должна быть вдвое больше постоянной времени тиристорного преобразователя, тогда получим:

где

Рис. 3. Структурная схема регулятора тока

– коэф. усиления контура тока,

– постоянная времени контура тока.


Рис. 4. Структурная схема ДПТ независимого возбуждения с ТП с контуром регулирования тока


uses graph;

const ndim = 5;

     ng = 1;

     nt = 500;

     i: word = 0;

type mdim = array [1..ndim] of real;

    mg = array [1..ng, 0..nt + 2] of real;

var m1: mg;

   y, dery: mdim;

   h, hput, Md, Mc0, Mc, Jd, Cm, u, x, x1, kp, krt, kya, kot,

      tp, tya, tm, t, tend: real;

   f: text;

function sign(a: real): real;

begin

 if a > 0  then sign := 1

 else if a < 0 then sign := - 1

      else sign := 0

end;

procedure fct;

begin

 x := u - kot*y[4];

 dery[1] := x;

 dery[2] := y[1];

 x1 := (y[1]*tm + y[2] + x*tm*tya)*krt;

 dery[3] := (x1*kp - y[3])/tp;

 dery[4] := ((y[3] - y[5]*Cm)*kya - y[4])/tya;

 Md := y[4]*Cm;

 if y[5] = 0 then

    if abs(Md) > Mc0 then Mc := sign(Md)*Mc0

    else Mc := Md

 else Mc := sign(y[5])*Mc0;

 dery[5] := (Md - Mc)/Jd

end;

procedure outp;

begin

 if i mod 25 = 0 then writeln(f, t:12:4,

                                 y[4]:12:4);

 m1[1, i] := y[4];

 inc(i)

end;

{$i rkgs.pas}

{$i grafics.pas}

begin

 assign(f, 'k_mod_1.dat'); rewrite(f);

 Jd := 0.26;

 Cm := 1.8368;

 u := 4;

 Mc0 := Cm*4.25;

 kya := 0.1537;

 tya := 0.17;

 kp := 30;

 tp := 0.01;

 tm := 0.5014;

 krt := 540.6679;

 kot := 0.04;

 h := 0.001;

 t := 0;

 tend := 0.1;

 hput := tend/nt;

 writeln(f, 't  ':12, 'l  ':12, #10);

 rkgs;

 grafics;

 close(f)

end.


        t           l  

     0.0000      0.0000

     0.0050      5.2733

     0.0100     17.6945

     0.0150     33.2425

     0.0200     49.1738

     0.0250     63.7871

     0.0300     76.1788

     0.0350     86.0170

     0.0400     93.3491

     0.0450     98.4477

     0.0500    101.6956

     0.0550    103.5053

     0.0600    104.2667

     0.0650    104.3185

     0.0700    103.9352

     0.0750    103.3256

     0.0800    102.6384

     0.0850    101.9712

     0.0900    101.3815

     0.0950    100.8964

     0.1000    100.5223

Рис. 5. График изменения тока двигателя


Расчет контура скорости

Рис. 6. Структурная схема контура скорости ДПТ независимого возбуждения с ТП

– малая постоянная времени, тогда:

– коэф. усиления контура скорости, – постоянная времени контура скорости.


Рис. 7. Структурная схема ДПТ независимого возбуждения с ТП с контурами регулирования тока и скорости


uses graph;

const ndim = 5;

     ng = 3;

     nt = 500;

     i: word = 0;

type mdim = array [1..ndim] of real;

    mg = array [1..ng, 0..nt + 2] of real;

var m1: mg;

   y, dery: mdim;

   h, hput, Md, Mc0, Mc, Jd, Cm, u, x, x1, x2,

      kp, krt, krs, kya, kot, kos, tp, tya, tm, t, tend: real;

   f: text;

function sign(a: real): real;

begin

 if a > 0  then sign := 1

 else if a < 0 then sign := - 1

      else sign := 0

end;

procedure fct;

begin

{  if t > 4 then Mc0 := 10;}

 x := (u - kos*y[5])*krs;

 x1 := x - kot*y[4];

 dery[1] := x1;

 dery[2] := y[1];

 x2 := (y[1]*tm + y[2] + x1*tm*tya)*krt;

 dery[3] := (x2*kp - y[3])/tp;

 dery[4] := ((y[3] - y[5]*Cm)*kya - y[4])/tya;

 Md := y[4]*Cm;

 if y[5] = 0 then

    if abs(Md) > Mc0 then Mc := sign(Md)*Mc0

    else Mc := Md

 else Mc := sign(Md)*Mc0;

 dery[5] := (Md - Mc)/Jd

end;

procedure outp;

begin

 if i mod 25 = 0 then writeln(f, t:12:4,

                                 y[4]:12:4,

                                 y[5]:12:4{,

                                 Mc:12:4});

 m1[1, i] := y[4];

 m1[2, i] := y[5];

{  m1[3, i] := Mc;}

 inc(i)

end;

{$i rkgs.pas}

{$i grafics.pas}

begin

 assign(f, 'k_mod_2.dat'); rewrite(f);

 Jd := 0.26;

 Cm := 1.8368;

 u := 104.7/5;

 Mc0 := 0;

 kya := 0.1537;

 kp := 30;

 krt := 540.6679;

 krs := 0.0566;

 kot := 0.04;

 kos := 0.2;

 tya := 0.17;

 tp := 0.01;

 tm := 0.5014;

 h := 0.001;

 t := 0;

 tend := 2.5;

 hput := tend/nt;

 writeln(f, 't  ':12, 'l  ':12, 'w  ':12, {'Mc ':12,} #10);

 rkgs;

 grafics;

 close(f)

end.


        t           l           w  

     0.0000      0.0000      0.0000

     0.1250     24.7810     20.5183

     0.2500     19.1425     39.8194

     0.3750     14.7519     54.7010

     0.5000     11.3682     66.1692

     0.6250      8.7607     75.0070

     0.7500      6.7513     81.8176

     0.8750      5.2028     87.0661

     1.0000      4.0094     91.1108

     1.1250      3.0898     94.2278

     1.2500      2.3811     96.6298

     1.3750      1.8349     98.4808

     1.5000      1.4141     99.9073

     1.6250      1.0897    101.0066

     1.7500      0.8398    101.8538

     1.8750      0.6471    102.5066

     2.0000      0.4987    103.0097

     2.1250      0.3843    103.3974

     2.2500      0.2962    103.6962

     2.3750      0.2282    103.9264

     2.5000      0.1759    104.1039

Рис. 8. График изменения тока и скорости вращения двигателя


        t           l           w           Mc

     0.0000      0.0000      0.0000      0.0000

     0.4000     14.0028     57.2397      0.0000

     0.8000      6.0831     84.0823      0.0000

     1.2000      2.6426     95.7433      0.0000

     1.6000      1.1480    100.8091      0.0000

     2.0000      0.4987    103.0097      0.0000

     2.4000      0.2166    103.9657      0.0000

     2.8000      0.0941    104.3810      0.0000

     3.2000      0.0409    104.5614      0.0000

     3.6000      0.0178    104.6398      0.0000

     4.0000      0.0077    104.6738      0.0000

     4.4000      3.0590     94.0636     10.0000

     4.8000      4.3534     89.4076     10.0000

     5.2000      4.9364     87.2512     10.0000

     5.6000      5.2128     86.2549     10.0000

     6.0000      5.3419     85.8068     10.0000

     6.4000      5.3999     85.6106     10.0000

     6.8000      5.4252     85.5261     10.0000

     7.2000      5.4361     85.4899     10.0000

     7.6000      5.4407     85.4743     10.0000

     8.0000      5.4427     85.4676     10.0000

Рис. 9. График изменения тока и скорости вращения двигателя при изменении момента сопротивления


Из рисунка 9 видно, что при изменении момента статического сопротивления, скорость падает – система имеет статическую ошибку. Для получения астатичной системы необходимо повторно взять контур скорости. Причем первый контур скорости теперь будет промежуточны и его постоянная времени должна быть меньше постоянной времени контура скорости.

Рис. 10. Структурная схема промежуточного контура скорости ДПТ независимого возбуждения с ТП

– малая постоянная времени, тогда:

– коэф. усиления контура скорости, – постоянная времени промежуточного контура скорости.


Рис. 11. Структурная схема второго контура скорости ДПТ

Исходя из условия, из которого была найдена , она – малая постоянная времени по отношению к постоянной времени контура скорости, тогда:

– коэф. усиления контура скорости, – постоянная времени контура скорости.


Рис. 12. Структурная схема САУ ДПТ независимого возбуждения с ТП по току и скорости вращения


uses graph;

const ndim = 6;

     ng = 3;

     nt = 500;

     i: word = 0;

type mdim = array [1..ndim] of real;

    mg = array [1..ng, 0..nt + 2] of real;

var m1: mg;

   y, dery: mdim;

   h, hput, Md, Mc0, Mc, Jd, Cm, u, x, x1, x2,

      kp, krt, krs1, krs2, kya, kot, kos1, kos2,

          tp, tya, tm, t, tend: real;

   f: text;

function sign(a: real): real;

begin

 if a > 0  then sign := 1

 else if a < 0 then sign := - 1

      else sign := 0

end;

procedure fct;

begin

{  if t > 6 then Mc0 := 15;}

 dery[1] := (u - kos2*y[6])*krs2;

{  if abs(y[1]) > y[6]*kos1 + 8.5*kot/krs1 then

    y[1] := sign(y[1])*(y[6]*kos1 + 8.5*kot/krs1);}

 x := (y[1] - kos1*y[6])*krs1;

 x1 := x - kot*y[5];

 dery[2] := x1;

 dery[3] := y[2];

 x2 := (y[2]*tm + y[3] + x1*tm*tya)*krt;

 dery[4] := (x2*kp - y[4])/tp;

 dery[5] := ((y[4] - y[6]*Cm)*kya - y[5])/tya;

 Md := y[5]*Cm;

 if y[6] = 0 then

    if abs(Md) > Mc0 then Mc := sign(Md)*Mc0

    else Mc := Md

 else Mc := sign(y[6])*Mc0;

 dery[6] := (Md - Mc)/Jd

end;

procedure outp;

begin

 if i mod 25 = 0 then writeln(f, t:12:4,

                                 y[5]:12:4,

                                 y[6]:12:4,

                                 Mc:12:4);

 m1[1, i] := y[5];

 m1[2, i] := y[6];

 m1[3, i] := Mc;

 inc(i)

end;

{$i rkgs.pas}

{$i grafics.pas}

begin

 assign(f, 'k_mod_3.dat'); rewrite(f);

 Jd := 0.26;

 Cm := 1.8368;

 u := 104.7/5;

 Mc0 := Cm*4.25;

 kya := 0.1537;

 kp := 30;

 krt := 540.6679;

 krs1 := 0.2831;

 krs2 := 2;

 kot := 0.04;

 kos1 := 0.2;

 kos2 := 0.2;

 tya := 0.17;

 tp := 0.01;

 tm := 0.5014;

 h := 0.001;

 t := 0;

 tend := 2.5;

 hput := tend/nt;

 writeln(f, 't  ':12, 'l  ':12, 'w  ':12, 'Mc ':12, #10);

 rkgs;

 grafics;

 close(f)

end.


        t           l           w           Mc

     0.0000      0.0000      0.0000      0.0000

     0.1250     24.2725      7.3531      7.8064

     0.2500     28.2927     27.9156      7.8064

     0.3750     24.3728     47.6257      7.8064

     0.5000     19.5171     63.2239      7.8064

     0.6250     15.4299     74.8280      7.8064

     0.7500     12.3245     83.2612      7.8064

     0.8750     10.0502     89.3337      7.8064

     1.0000      8.4081     93.6909      7.8064

     1.1250      7.2290     96.8134      7.8064

     1.2500      6.3841     99.0503      7.8064

     1.3750      5.7790    100.6529      7.8064

     1.5000      5.3455    101.8011      7.8064

     1.6250      5.0350    102.6238      7.8064

     1.7500      4.8124    103.2132      7.8064

     1.8750      4.6530    103.6356      7.8064

     2.0000      4.5386    103.9382      7.8064

     2.1250      4.4567    104.1549      7.8064

     2.2500      4.3980    104.3100      7.8064

     2.3750      4.3559    104.4211      7.8064

     2.5000      4.3258    104.5006      7.8064

Рис. 13. График изменения тока и скорости вращения астатичной САУ ДПТ независимого возбуждения с ТП


        t           l           w           Mc

     0.0000      0.0000      0.0000      0.0000

     0.5000      8.6053     13.9910      7.8064

     1.0000      8.5329     29.2403      7.8064

     1.5000      8.5041     44.3061      7.8064

     2.0000      8.4995     59.3216      7.8064

     2.5000      8.4996     74.3320      7.8064

     3.0000      8.4999     89.3436      7.8064

     3.5000      5.9234    100.2550      7.8064

     4.0000      4.6927    103.5334      7.8064

     4.5000      4.3659    104.3947      7.8064

     5.0000      4.2803    104.6201      7.8064

     5.5000      4.2579    104.6791      7.8064

     6.0000      4.2521    104.6945      7.8064

     6.5000      8.5879    103.3480     15.0000

     7.0000      8.3056    104.2922     15.0000

     7.5000      8.2086    104.5780     15.0000

     8.0000      8.1791    104.6653     15.0000

     8.5000      8.1699    104.6909     15.0000

     9.0000      8.1673    104.6978     15.0000

     9.5000      8.1666    104.6995     15.0000

    10.0000      8.1664    104.6999     15.0000

Рис. 14. График изменения тока и скорости вращения астатичной САУ ДПТ независимого возбуждения с ТП с ограничением тока и при изменении момента сопротивления


Список литературы

Савин М. М., Елсуков В. С. «Теория автоматического управления» – Ростов н/Д: Феникс, 2007 г.

Юревич Е. И. «Теория автоматического регулирования» - Л.: Энергия, 1969 г.

Трудоношин В. А., Пивоварова К.В. «Математические модели технических объектов» – М.: Высшая шк., 1986 г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21781. Методы снижения степени риска 64 KB
  Классификация методов управления рисками 2. Методы уклонения от риска 3. Методы локализации риска 4.
21782. Учет риска при принятии управленческих решений 63 KB
  Это обстоятельство усложняет процесс принятия решений в условиях неопределенности и предопределяет необходимость использования соответствующих методов которые дают возможность по заданным целям и ограничениям получить приемлемые для практики оптимальные или рациональные управленческие решения. На методы принятия решений в условиях риска существенным образом накладывает отпечаток многообразие критериев и показателей посредством которых оценивается уровень риска. В самом общем виде постановка и решение задачи оптимизации решений...
21783. Управление риском в банковской системе 120.5 KB
  Важными составляющими кредитного риска являются отраслевой риск который связан с неопределенностью в отношении перспектив развития отрасли заемщика и риск страныместопребывания заемщика. Последний имеет место при кредитовании иностранных заемщиков и обусловлен действием факторов риска относящихся к стране в которой находится заемщик. Тремя ключевыми для банка рисками относящимися к данной группе являются риск изменения процентных ставок рыночный и валютный риски: риск изменения процентных ставок касается кредитных вложений а также...
21784. Риск-менеджмент в страховании 189.5 KB
  Страхователи имеют право при заключении договоров личного страхования назначать с согласия застрахованного лица граждан или юридических лиц выгодоприобретателей для получения страховых выплат а также заменять их до наступления страхового случая если иное не предусмотрено договором страхования. Страховые платежи определяют на основе страховых тарифов отождествляемых с бруттоставкой которая состоит из двух частей: неттоставки предназначенной для возмещения вероятного ущерба; нагрузки включающей расходы на содержание страховой...
21785. Инвестиционный менеджмент и риск 162.5 KB
  Отсюда с очевидностью вытекает что оценивая риск конкретного актива из инвестиционного портфеля можно действовать двояко: либо рассматривать этот актив изолированно от других активов либо считать его неотъемлемой частью портфеля. Более того актив имеющий высокий уровень риска при рассмотрении его изолированно может оказаться практически безрисковым с позиции портфеля и при определенном сочетании входящих в этот портфель активов. Кроме того увеличение числа включаемых в портфель активов как правило приводит к снижению риска данного...
21786. Управление финансовыми рисками 174.5 KB
  Сущность и классификация финансовых рисков 2. Сущность и классификация финансовых рисков Финансовая деятельность предприятия во всех ее формах сопряжена с многочисленными рисками степень влияния которых на результаты этой деятельности существенно возрастает с переходом к рыночной экономике. Риски сопровождающие эту деятельность выделяются в особую группу финансовых рисков играющих наиболее значимую роль в общем портфеле рисков предприятия. Возрастание степени влияния финансовых рисков на результаты финансовой деятельности предприятия...
21787. Риск как экономическая категория 80 KB
  Понятие риска его основные элементы 2. Причины возникновения риска 3. Общие принципы классификации риска 4. Факторы влияющие на уровень экономического риска 1.
21788. Система количественных оценок риска 94 KB
  Как отмечалось ранее тема 2 одним из наиболее распространенных методов количественной оценки риска является статистический метод. Главными инструментами статистического метода расчета риска являются: среднее значение х изучаемой случайной величины последствий какоголибо действия например дохода прибыли и т. как случайные величины подчиняются закону близкому к нормальному широко используется в литературе по проблеме количественной оценки экономического риска.
21789. Теоретические аспекты риск-менеджмента 70 KB
  Основные принципы управления рисками 3. Анализ риска 4. Методы количественного анализа риска 1. Содержание рискменеджмента Рискменеджмент – система управления рисками на предприятии которая представляет собой совокупность методов приемов и мероприятий позволяющих в определенной степени прогнозировать наступление рисковых событий и принимать меры к исключению или снижению отрицательных последствий наступления таких событий.