Система автоматического управления регулируемым электроприводом

3.3 Оценка качества регулирования в различных режимах работы

Согласно рассчитанным параметрам САУ РЭП с помощью программы MatLab строим переходные процессы по току и скорости при пуске (рисунок 3.3.1), торможении, набросе и снятии нагрузки (рисунок 3.3.2).

Рисунок 3.3.1 – Графики переходных процессов при пу

ске привода

Рисунок 3.3.2 – Переходные процессы в САУ РЭП при пуске, торможении, набросе и снятии нагрузки

Из графика (рисунки 3.3.1 и 3.3.2) определяем:

1) время переходного процесса: tпп = 0,608 с;

2) перерегулирование:

- при пуске:

;

- при набросе нагрузки:

.

3) статическая погрешность:

,

.

Полученные значения показателей динамики САУ РЭП свидетельствуют о том, что в целом система соответствует заданным требованиям устойчивости и точности.

4. Расчет цифрового электропривода (ЦЭП)

4.1 Определение периода дискретного времени управления в ЦЭП

Проектирование средств сопряжения микропроцессорной системы с объектом связано с определением конкретных величин, обеспечивающих требуемые показатели работы цифрового электропривода (ЦЭП) по точности и быстродействию, которые зависят от периода дискретности Т0 времени управления в ЦЭП.

Существует несколько способов определения периода дискретности [4], которые выбираются, исходя из заданных требований к качеству работы привода:

1) для электропривода с тиристорным преобразователем:

,

где m – число фаз системы питания;

fс – частота питающей сети, ,

;

2) по порядку астатизма:

где - порядок астатизма, ;

- допускаемая ошибка, ;

а – линейное ускорение:

,

r – радиус тела вращения, ;

- заданное угловое ускорение, ,

;

;

3) по требуемой точности:

где – порядок экстраполяции для данного цифрового электропривода,

.

Ориентируясь на минимальное значение, выбираем .

4.2 Составление функциональной и структурной схемы ЦЭП

ЦЭП включает в себя следующие функциональные элементы:

- вычислительное устройство (на базе микропроцессора или микроконтроллера, МП), выполняющее функцию сумматора и реализующее алгоритм цифрового регулирования (ЦР);

- цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) – фиксатор (экстраполятор нулевого порядка);

- аналоговая часть – исходный регулируемый электропривод (РЭП) с контурами тока и скорости.

Функциональная схема ЦЭП показана на рисунке 4.2.1.

Рисунок 4.2.1 – Функциональная схема ЦЭП

В соответствии с функциональной схемой составляем структурную схему ЦЭП (рисунок 4.2.2). Вычислительное устройство представлено на ней блоком суммирования и передаточной функцией регулятора D(z), которую в последствии необходимо определить, исходя из требований устойчивости и повышения точности работы привода. Неизменяемая часть ЦЭП описывается произведением передаточных функций ЦАП, который на структурной схеме обозначен передаточной функцией фиксатора

,

и аналоговой системы :

.

Рисунок 4.2.2 – Структурная схема ЦЭП

Структурная схема ЦЭП в дискретной форме представлена на рисунке 4.2.3. Дискретная передаточная функция фиксатора на ней представлена в виде .

Рисунок 4.2.3 – Структурная схема ЦЭП в дискретной форме

4.3 Синтез регулятора в ЦЭП

4.3.1 Составление дискретной передаточной функции неизменяемой части ЦЭП

Чтобы упростить математическое описание процессов, происходящих в электрических цепях тиристорного преобразователя и якорной цепи, рассмотрим их совместно, выразив одной передаточной функцией формирователя тока [5]:

,

где - коэффициент передачи по току;

- относительная длительность импульса тока ();

- целое число периодов дискретности , на которое запаздывает импульс тока относительно времени подачи управляющего сигнала ();

- дробная часть периода дискретности , характеризующая величину запаздывания импульса тока ().

В дальнейших расчетах принимаем , , .

Передаточная функция оставшейся механической части двигателя:

,

 Скачать реферат