Информатика и выч. техника \ Интегрированные системы проектирования и управления

Алгоритм кратной синхронизации для регулирования расфазировки роторов виброустановки с учетом динамики привода, страница 25

Контур тока чаще всего настраивается на наибольшее быстродействие, т.е. на оптимум по модулю (ОМ). Параметры ПИ -регулятора тока с передаточной функцией Wрт(р)=β (τр+1)/τр рассчитываются по формулам:

, где τ=Тя , ТΣ=Тдт+Тп.

Передаточные функции разомкнутого Wркт(р) и замкнутого контура Wзкт(р) тока имеют вид:

;

.

Наряду со структурной схемой, представленной на рис.4.2 в данном пункте для упрощения программы моделирования рассматривается эффективность алгоритма управления кратной синхронизацией с использованием результирующей (упрощенной) передаточной функции оптимизированного контура тока; структурная схема для которой представлена на рис.4.3.

Рис. 4.3 Упрощенная структурная схема СЭП №1

.

Рис.4.4 Упрощенная схема расчета динамики СЭП №2

Моделирование динамики СЭП в соответствии со структурными схемами, представленными на рис.4.3 и рис.4.4 без учета влияния платформы (пл=0) при постоянном значении момента М1=1Н·м проводилось в системе MATLAB/SIMULINK. Параметры СЭП соответствуют значениям указанным для электромеханической системы стенда СВ-2 : m=1,5(кг); ρ=0,04(м); J=0,014(кг·м2); кс=0,01(Н·с); кот=1В/А; км=0,1(Н·м/А); ке=0,1(В·с/рад); Rяц=10(Ом); Тя=0,001(с); кп=7,5; Тп=0,001(с); β=0,333; τ=0,001(с); Тдт=0,001(с); кд=1/кФ=10(Н·м/В).

На рис. 4.5 и 4.6 представлены структурные модели для моделирования сравнительной динамики исходной структуры СЭП и соответствующих упрощенных моделей, представленных на рис. 4.3 и 4.4.


Рис.4.5 Структурная модель Matlab Simulink для моделирования сравнительной динамики исходной структуры СЭП и упрощенной модели №1.

Рис.4.6 Структурная модель Matlab Simulink для моделирования сравнительной динамики исходной структуры СЭП и упрощенной модели   № 2.


В результате моделирования анализировались графики разностей для основных переменных (), получаемые при использовании упрощенной модели №1 и упрощенной модели № 2. Соответствующие графики представлены на рис. 4.8 и рис.4.9.

Кроме того на рис.4.7 представлены графики изменения тока ,скорости ротора  и положения ротора  для исходной (не упрощенной модели).

а)

б)

в)

Рис. 4.7 Графики изменения: а) тока якоря  б) скорости ротора  в) положения ротора .

№ 1,а)

№ 1,б)

№ 1,в)

Рис. 4.8 Графики разностей основных сигналов для упрощенной модели № 1 : №1,а) разность токов ;  №1,б) разность скоростей  ; №1,в) разность положений  и упрощенной модели  №2 №2,а) разность токов ;  №2,б) разность скоростей  ; №2,в) разность положений

№ 2,а)

№ 2,б)

№ 2,в)

Рис. 4.8 (Продолжение)

Структурная схема для реализации алгоритма управления синхронизацией с учетом динамики привода представлена на рис. 4.9 (для второго привода схема аналогичная).


Рис. 4.9 Структурная схема для реализации алгоритма управления синхронизацией с учетом динамики привода


Вывод: как показало сравнительное исследование динамики неуравновешенного ротора с различными моделями электропривода максимальная разность скоростей роторов  для исходной модели и упрощенных моделей № 1 и № 2 составляет не более  или менее 0.1 % от установившейся скорости ротора.

Поэтому в дальнейшем исследовании будет использоваться упрощенная модель динамики привода № 2, но для более достоверной оценки влияния динамики привода на синхронизацию постоянная времени оптимизированного контура тока будет увеличена в 2-15 раз.

4.4 Исследование алгоритма кратной сихронизации роторов с регулировкой установившегося кратного сдвига фаз.

В процессе иссследования алгоритма управления кратной синхронизации (3.46) исследовалось влияние следующих параметров: быстродействие привода,определяемое  присоединенного груза .Заданный сдвиг фаз в алгоритме (3.46) - . В соответствии с данными пункта 4.3 .

В данном разделе исследовались возможности алгоритма кратной синхронизации при существенно более медленной динамике привода,а именно при и . Траекторию присоединенного груза будем рассматривать при массах от 1кг до 3 кг. Дальнейшее увеличение массы приводит к стягиванию траектории груза в точку. Заданный сдвиг фаз в алгоритме выбирается в диапазоне от -2 рад до 5 рад, что обеспечивает различные углы наклона элиптической траектории присоединенного груза и различные значения установившегося кратного сдвига фаз роторов.

Скачать файл