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

22 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

35754. Котел-утилизатор для охлаждения конвертерных газов В-90Б 364.5 KB
  Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов-важнейшая задача, значимость которой все возрастает. Значительная экономия топливно-энергетических ресурсов может быть достигнута при более широком вовлечении в топливно-энергетический баланс страны вторичных..
35755. Дорожный набор. Творческий проект 162.5 KB
  5 Развитие идеи6 Изготовление набора6 Инструкция по сборке скрепера 7 Оценка стоимости готового изделия.Процес изготовления изделия.Анализ готового изделия. Своей задачей я ставлю увеличение функций данного набора и увеличение прочности изделия.
35756. Скрепер волокуша. Творческий проект 190.5 KB
  Инструменты и оборудование Круглопильный станок Сверлильный станок Электрическая дрель Рубанок Ножницы по металлу Напильник драчевый Отвёртка Набор свёрл Кернер Киянка Молоток Стамеска Инструкция по изготовлению скрепера.5мм 055метр 500 руб. 110 руб.7 м 30 руб.
35757. Проектирование и разработка фирменного блюда 353.5 KB
  Выполнение теоретической части предусматривает самостоятельный выбор рецепта фирменного блюд, выполнение технологических расчётов по составлению рецептуры на данное блюдо, с чётом потерь при механической и тепловой обработках, расчетов массы полуфабриката и выхода готового изделия. По окончании выполнения расчётов, они проверяются и утверждаются преподавателем.
35758. Подари радость детям 20.55 MB
  Хорошево 2012 Содержание Введение Аннотация Характеристика территории БДОУ План работ Бюджет проекта Предполагаемые результаты Вывод Введение Дошкольный возраст время когда закладываются самые глубинные оценки окружающего мира. Проект Подари радость детям предусматривает благоустройство и декоративное оформление участков территории детского сада в деревне Хорошево Грязовецкого района Вологодской области приобретение игрового комплекса и его установка строительство нового забора и ремонт...
35759. Вишивка ікони бісером 174.5 KB
  Призначення виробу різноманітне. По-перше кому не подобається гарна яскрава картина, та ще й ікона? Це може бути дуже гарним і приємним подарунком мамі, бабусі, сестрі, татові та і будь-якій близькій тобі людині
35760. Хрящи гортани, особенности их строения и развития у детей, изменения в период мутации 15.64 KB
  Наибольший из них — непарный щитовидный хрящ, у которого различают две соединённых между собой под почти прямым (у мужчин) или тупым (120° у женщин) углом четырёхугольные пластинки. От задних краёв пластинок отходит две пары рожек (верхние и нижние).
35761. Ференц Ліст 315.5 KB
  Біографія Ференц Ліст народився в селі Доборьян австрійська назва Райдинг біля міста Шопрон Угорщина Батьки 1 Батьки Франца Ліста Адам Ліст 1776 1826 служив у князя Естергазі доглядачем поголів'я овець. Після закінчення католицької гімназії в Прессбурзі нині Братислава Адам Ліст став послушником в францисканському ордені але через два роки вирішив з нього піти. Він на все життя зберіг дружбу з одним із францисканців що як припускають деякі дослідники надихнуло його назвати сина Францем а сам Ліст також підтримуючи зв'язки...