Одноконтурная система автоматического управления скоростью

Страницы работы

Содержание работы

5. Одноконтурная система автоматического управления скоростью с воздействием по цепи якоря при постоянстве потока: упрощённая принципиальная схема и расчёт параметров.

Упрощенная  принципиальная  схема  показана  на  рис. 1.  


Если
Rзс  Rс ,    то       необходим  согласующий        коэффициент.


Т.е.   на   входе   системы   необходимо   добавить         безинерционное          звено              с


коэффициентом передачи


Rс Rзс .


Выбор производится из условия выполнения равенства





+              -     ЗИ

K

R


R                Cзи

R


u ЗC


Rзс


Rосу


C1          C0   R0


РС

UZ

СИФУ


Rзс      u'ЗС

ЗС


DA1


Rзи


DA2


uОС


DA3


R1'          R1''


DA4


u У

u РС

L1



Rдс


Cф            BR


M                LM


ДС

Рисунок 1. Упрощенная принципиальная схема одноконтурной системы автоматического управления скоростью двигателя постоянного тока независимого возбуждения.


6. Одноконтурная система автоматического управления скоростью с воздействием по цепи якоря при постоянстве потока: структурные схемы.

Структурная схема системы представлена на рис. 1.

Du С

MC


u ЗС


Rзс


WРС


u У             KТП               ed

TТП × p + 1


1 R Я          iЯ

eЯ	
kFН
	

TЯ × p +1


              M

kFН


1      w    

J × p


u ОС

KОС

TДС × p + 1

Рисунок 1. Структурная схема одноконтурной системы автоматического управления скоростью двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Преобразуем схему – свернем внутреннюю обратную связь двигателя по ЭДС якоря. Преобразованная схема показана на рис. 2.


                                                                    DuС

                                                               kС


MC

Н              М                 Я



u ЗС


Rзс


R Я 	×
(kF   )2	TЯ × p + 1	
	T   × p × (T  × p + 1)+ 1	


WРС


u У              KТП                ed

TТП × p + 1


1 kFН                                                   w    

TМ × p × (TЯ × p + 1)+ 1


u ОС

KОС

TДС × p + 1

Рисунок 2. Преобразованная структурная схема одноконтурной системы автоматического управления скоростью двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Если пренебречь  электромагнитной инерционностью  тахогенератора,

то постоянная времени датчика скорости

Тдс=Сф

7. Одноконтурная САУ скоростью с воздействием по цепи якоря при постоянстве потока: настройка при Тм4Тя

ПФ ОР можно разложить на 2 апериодических звена:

Где  Tд1 и  Tд2 определяются корнями характеристического уравнения при Tд1 >Tд2

Для настройки на ТО нужен ПИД-регулятор:

, , Tрс1=Tд1, Tрс2=Tд2

Где  – малая постоянная времени контура.

В результате ПФ контура

ПП будет близок к стандартному.

ПФ замкнутого контура  по возмущению (моменту сопротивления)

Cтатическая ошибка по моменту отсутствует, т.к. есть дифференциал.

Когда ТмТя, то Tд1=Tм, Tд2=Tя, и тогда ПФ:

И если Tд1- достаточно большое, и выполняется условие Тд1>4, то

Tрс1=Tд2, Tрс2=4, , , т.е. настройка на СО.

8. Одноконтурная САУ скоростью с воздействием по цепи якоря при постоянстве потока: настройка при Тм4Тя и при допустимости снижения быстродействия.

Здесь ПФ:

Где

Для настройки ТО нужна ПФ регулятора с числителем  Но лучше обойтись ПИД-регулятором с постоянными времени Трс1=Трс2=Тд .

Если допустимо снижение быстродействия, то вместо ПИД-регулятора можно использовать ПИ.

Когда Тм4Тя меньшую постоянную времени двигателя Тд2 относят к малым, а при Тм<4Тя параметры регулятора выбирают на основе анализа частотных характеристик.

При необходимости обеспечения постоянства ускорения на входе системы используют задатчик интенсивности, сигнал на выходе задатчика изменяется по закону

9. Система автоматического управления скоростью с подчиненным контуром тока: упрощенная принципиальная схема и работа системы.

Упрощенная  принципиальная  схема  показана  на  рис. 1.  На  схеме обозначено:

БО –  блок ограничения,

РТ –  регулятор тока,

ДТ –  датчик тока.


РС                                       РТ БО


Cот Rот


UZ

СИФУ


u'ЗС


u ЗC


Rзс


Rос                   Rзт

u ЗТ                                                                   u У


uОС


DA1 (u РС )


u ОТ


DA2 (u РТ )

ДТ


RS                L1


ДС             M               LM

Рисунок 1. Упрощенная принципиальная схема системы автоматического управления скоростью двигателя постоянного тока независимого возбуждения с подчиненным контуром тока якоря.


На  вход  регулятора  тока  подаются  сигналы обратной  связи


u ОТ    и


задания тока


u ЗТ , который является выходным сигналом регулятора скорости


u ЗТ  = u РС .  Блок  ограничения  не  позволяет  выходному  сигналу регулятора


скорости   превысить   определенное   максимальное                  значение


UРС.ОГР ,   что


определяет  ограничение тока  якоря.  Например, если, при пуске  сигнал


задания скорости


u ЗС


изменится скачком, то сигнал на выходе регулятора


скорости из-за большого значения рассогласования сразу же установится на


уровне


UРС.ОГР  = UЗТ.MAX


и будет оставаться постоянным. При этом работает


только  контур  регулирования тока,  поддерживая ток  якоря  на  уровне,


соответствующем   максимально   допустимому   значению


IЯ.MAX ,   которое


определяется        уровнем        ограничения        сигнала                               задания         тока


UЗТ.MAX  = KОТ × IЯ.MAX .   По   мере   разгона   двигателя                                         рассогласование        по


скорости  уменьшается  и    при


u ОС  » u ЗС


регулятор  скорости  выйдет  из


ограничения.     Сигнал      задания     тока     якоря      начинает                           уменьшаться.


Установившийся  режим наступит  при значении

IС .


u ЗТ , соответствующем ток


10.Система автоматического управления скоростью с подчиненным контуром тока: структурная схема

Du С

MC


u ЗС


Rзс


WРС


u ЗТ


Rзт


u ОТ


u У

WРТ

KОТ


KТП                 ed

TТП × p + 1


1 R Я

TЯ × p +1

kFН


iЯ      


M

kFН


1       w    

J × p


u ОС


KОС

TДС × p +1


TДТ × p +1


Рисунок 1. Структурная схема системы автоматического управления скоростью двигателя постоянного тока независимого возбуждения с подчиненным контуром тока якоря


11. Система автоматического управления скоростью с подчиненным контуром тока: настройка контура тока

Структурная схема контура регулирования тока

якоря представлена на рис. 1.


u ЗТ


Rт

Rзт


u У

WРТ


KТП                 ed

u ОТ	KОТ
TДТ × p +1
	

TТП × p + 1


1 R Я             iЯ

eЯ	
kFН
	

TЯ × p + 1

w


1

J × p


M

kFН


Рисунок 1. Структурная схема контура регулирования тока якоря.

Запишем передаточную  функцию объекта регулирования контура тока


При  оптимизации  на технический  оптимум необходим регулятор с передаточной функцией


Умножим и  разделим передаточную функцию объекта регулирования на (TЯ  × p + 1) и представим ее в виде



Сомножитель


A(p) =


TМ × p × (TЯ  × p + 1)

TМ × p × (TЯ  × p + 1) + 1


для контура тока обусловлен действием внутренней обратной связи по ЭДС.

Т.е. условие пренебрежения обратной связью по ЭДС

TМ  > 20 × TmI .

Это условие часто выполняется для двигателей средней и больной мощности.


Если   условие


TМ  > 20 × TmI


не   выполняется,   то   при   стандартной


настройке необходим регулятор с указанной выше передаточной функцией.


И,    когда


TМ  > 4 × TЯ


регулятор    будет    состоять    из     последовательно


включенных звеньев ПИД  и И


Если можно пренебречь обратной связью по ЭДС ( A(p) = 1), то при

настройке на технический оптимум  используется ПИ-регулятор.



Тогда передаточная функция оптимизированного контура регулирования



А передаточная функция замкнутого контура по управлению


12. Система автоматического управления скоростью с подчиненным контуром тока: настройки контура скорости

На  рис. 1  представлена  структурная  схема  контура  регулирования скорости.


u ЗС


Rзс


WРС


u ЗТ


Rзт


MC

iЯ                       M

FТ                  kFН


1       w

J × p


u ОС

KОС

TДС × p + 1

Рисунок 1. Структурная схема контура регулирования скорости.

Объект регулирования контура скорости – интегрирующее звено


  Для настройки на технический  оптимум необходим пропорциональный регулятор


Передаточная функция контура

Запишем передаточную функцию замкнутого контура по возмущению


Похожие материалы

Информация о работе