72393

Системы подчиненного регулирования (СПР)

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Пусть обратную связь полагаем единичной. Чтобы обеспечить настройку на ОМ, необходимо применить ПИ-регулятор с ПФ параметры которого следует рассчитать по формулам Переходная характеристика контура по задающему воздействию имеет следующие показатели качества: 4.3%, Быстродействие контура, таким образом...

Русский

2014-11-21

602.5 KB

14 чел.

4.1. Основные сведения

Системы подчиненного регулирования (СПР) построены по каскадному принципу, т. е. с вложенными друг в друга (подчиненными) контурами. Выходная величина регулятора i-го контура служит задающим воздействием для (i –1)-го контура. Каждый контур содержит регулятор с ПФ , звенья с малыми постоянными времени  и т. д. (часто одним из таких звеньев является подчиненный по отношению к данному контур) с общей ПФ  и звено с одной () или двумя ( и ) большими постоянными времени, имеющее ПФ  Внутри каждого контура регулятор осуществляет последовательную коррекцию, компенсируя большую постоянную времени, являющуюся причиной нежелательной инерционности объекта управления.

Параметры регуляторов рассчитываются по формулам, определяющим тип стандартной настройки контура. Наиболее широко применяются настройки на оптимум по модулю (ОМ) и на симметричный оптимум (СО).

Пусть  обратную связь полагаем единичной. Чтобы обеспечить настройку на ОМ, необходимо применить ПИ-регулятор с ПФ  параметры которого следует рассчитать по формулам  Переходная характеристика контура по задающему воздействию имеет следующие показатели качества: 4.3%,  Быстродействие контура, таким образом, определяется только значением малой постоянной времени. Недостаток этой настройки состоит в том, что время реакции на возмущающее воздействие зависит не только от , но и от .

Если  то настройка на ОМ обеспечивается применением П-регулятора с ПФ . Для того же, чтобы настроить контур на СО, следует применить ПИ-регулятор, выбрав его параметры

следующим образом: . Показатели качества ПХ контура по задающему воздействию таковы: 43%,  Длительность переходного процесса по возмущению зависит только от .

В многоконтурной системе при расчете регулятора вышестоящего контура подчиненный ему контур, настроенный на ОМ, рассматривается приближенно как апериодическое звено с эквивалентной малой постоянной времени . Если в контуре есть несколько звеньев с малыми постоянными времени, то их допустимо рассматривать как одно апериодическое звено с постоянной времени, равной сумме указанных малых постоянных времени.

4.2. Программа работы

Объектом исследования является система регулирования скорости двигателя постоянного тока, схема которой (в относительных единицах) приведена на рисунке. Питание двигателя осуществляется от тиристорного преобразователя. Система содержит подчиненный контур регулирования тока.

Ввиду его высокого быстродействия обратная связь по противоЭДС двигателя не учтена. На схеме  и  – угловая скорость, ток, электромагнитный момент и момент сопротивления двигателя;  и – задающие воздействия для скорости и тока;  и  – электромеханическая и электромагнитная постоянные времени двигателя;  – коэффициент передачи якорной цепи;  и  – коэффициент передачи и постоянная времени тиристорного преобразователя;  – параметры ПИрегуляторов тока и скорости.

Значения параметров объекта управления приведены в таблице.

Параметр

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

с

0.004

0.004

0.005

0.004

0.004

0.005

0.004

0.004

0.005

0.005

с

0.01

0.02

0.04

0.01

0.02

0.04

0.01

0.02

0.04

0.05

с

0.1

0.2

0.4

0.1

0.2

0.4

0.1

0.2

0.4

0.5

10

5

10

5

10

5

5

10

5

10

2

4

5

4

2

5

2

4

5

4

  1.  Рассчитать параметры регулятора тока и далее – регулятора скорости по формулам, приведенным в 4.1, исходя из того, что контуры тока и скорости должны быть настроены, соответственно, на ОМ и СО. При расчете регулятора скорости рассматривать контур тока как апериодическое звено.

Расчёт параметров регуляторов тока и скорости.

а) Параметры регулятора тока (настройка на ОМ):  

б) Параметры регулятора скорости (настройка на CО):

2) Исследование динамических свойств контура тока.

С этой целью получить его ПХ, подавая на вход контура единичное ступенчатое воздействие .

Сделать эскиз ПХ или копию экрана, определить  и , сравнить их с теоретическими значениями.

σ=4.32%, tн=0.024с

Далее, разомкнув обратную связь, получить ЛЧХ контура тока. Определить запас устойчивости по фазе.

3) Исследование динамических свойств контура скорости.

Исследовать динамические свойства контура скорости с идеализированным контуром тока, для чего получить ПХ системы (см. рисунок) по задающему воздействию, заменив контур тока апериодическим звеном с эквивалентной малой постоянной времени.

при Tм=T0=0.04

σ=63.5%, tн=0.133с

4) Исследование динамических свойств системы.

Исследовать динамические свойства системы (рисунок) по задающему воздействию: получить ПХ , определить  и , сравнить со значениями, полученными в п. 3. Прокомментировать результат.

σ=84%, tн=0.484с

Динамические характеристики хуже чем в 3-м пункте, поскольку в 3-м пункте мы приближённо заменяли контур тока апериодическим звеном с малой постоянной времени.

ПФ разомкнутого контура скорости:

ЛАХ разомкнутого контура скорости:

5) Определение порядка астатизма системы по возмущению MС.

Определить порядок астатизма  системы по возмущению . Получить ПХ  по возмущению, определить ее установившееся значение  и время регулирования  (задавать допуск для отклонения  от  как 0.05). Повторить анализ, увеличив значение  вдвое и пересчитав значение . Прокомментировать результаты.

hM(∞)=0;  tр=23.7 с

TM=0.4*2=0.8 с

hM(∞)=0;  tр=23.7 с

Время установления увеличилось более чем в два раза.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66761. Оптимизация диагностики и лечения внутрибрюшных кровотечений в неотложной абдоминальной хирургии 2.8 MB
  Тяжелые и профузные ВБК требуют выполнения неотложного оперативного вмешательства и восполнения острой кровопотери путем переливания излившейся в брюшную полость крови. В этой связи важным является изучение биохимических и микробиологических свойств крови излившейся в брюшной полость в зависимости от локализации повреждения и сроков нахождения крови в брюшной полости.
66762. ИНФАНТЕЛИЗМ, КАК КЛИНИЧЕСКИЙ СИНДРОМ СТРУКТУРЫ ЛИЧНОСТИ 304.5 KB
  При работе с детьми с задержкой психического развития следует избегать очевидной ловушки – сведения коррекционной работы к применению определенного набора методов. Простое увеличение количества применяемых методик и техник не спасает положения, это тот случай, когда количество не переходит в качество
66763. ГРАЖДАНСКО - ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ДОГОВОРА АРЕНДЫ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ В РОССИИ 1.07 MB
  Выявить особенности и проблемы гражданско-правового регулирования договора аренды земельных участков в России, а также сформулировать предложения по совершенствованию законодательства в исследуемой сфере
66764. Оптимизация минерального питания в семеноводстве различных сортов лука репчатого (Allium cepa L.) 6.74 MB
  В связи с изменением климата а также обновлением сортов лука репчатого требуется разработка систем применения удобрений отвечающих требованиям сорта. В связи с этим можно сделать вывод что выявление сортовых особенностей применения минеральных макро и микроудобрений...