Рис. 4.2. Расчетная структурная схема для определения коэффициента передачи САУ по управлению
Далее эти характеристики следует построить и по ним определить, соответствует ли синтез регуляторов техническому заданию.
В рассматриваемом примере видно даже по (4.2), что ошибка по управлению отсутствует, поскольку Uзад.с N соответствует ωN. Ошибка по моменту есть и согласно (4.3) при номинальной нагрузке Мст = МN она будет равна
Uзад.т ⋅ωN
ΔωN = 
.
Uзад.с ⋅ Kрс
Если эта ошибка превышает допустимую, то следует повторить синтез в направлении увеличения Kрс.
5. Динамический расчет САУ и анализ полученных результатов
Расчет динамики заключается в определении показателей качества регулирования САУ с синтезированными регуляторами по переходным процессам.
Переходные процессы iя(t) и ω(t) определяются для контура регулирования тока якоря и всего якорного канала как для скачка напряжения Uзад.с, так и для скачка момента нагрузки Мст, равных 10 % от номинальных значений.
В качестве программного обеспечения рекомендуется использовать программу структурного моделирования SMED, разработанную на кафедре «Автоматизированный электропривод».
Описание программы и работы с ней изложено в методических указаниях [4].
Кроме того, эта программа используется при изложении дисциплины «Моделирование в автоматизированном электроприводе».
По рассчитанным переходным процессам оценивается правильность синтеза регуляторов.
В п. 2.5 было указано, что оптимизация на технический оптимум должна обеспечивать отсутствие статической ошибки по управлению δст у = 0 (ошибка по возмущению может быть или не быть), перегулирование σ % = 4,3 %, быстродействие tрег = 8,4 Тμ∑.
Оптимизация на симметричный оптимум (СО) должна давать отсутствие статических ошибок по управлению и возмущению, перерегулирование σ % = 43,4 % , время регулирования tрег < 33 · Тμ, и, наконец, улучшенная симметричная оптимизация (УСО) должна обеспечивать отсутствие статических ошибок по управлению и возмущению, перерегулирование σ % = 8,1 %, время регулирования tрег < 26,6· Тμ.
Эти показатели можно взять за контрольные и путем сравнения их с полученными по рассчитанным переходным процессам сделать вывод о качестве настройки регуляторов.
Так, например, на рис. 5.1 и рис. 5.2 представлены переходные процессы в якорном канале регулирования. Причем переходные процессы в контуре тока рассчитывались при разорванном контуре регулирования скорости, и сигнал задания тока якоря Uзад.т подавался на блок сравнения.
Малые постоянные времени контуров регулирования тока якоря и скорости соответственно были равны Тμ1 = 3,33 мс, Тμ2 = 10,34 мс. Регулятор тока был настроен на ТО, а скорости – на СО. Ожидаемое быстродействие контуров составляет: tрег1 = 4,2 · 2 · Тμ1 = 8,4 · 3,33 · 10–3 = 27,97 мс; tрег2 = 16,5 · 2 · Тμ2 = 33 · 10,34 · 10–3 = 0,34 с.
Из переходных характеристик получим при отработке задания
(рис. 5.1, а, 5.2, а):
tрег1 = 38,6 мс, tрег2 = 0,201 с, а при отработке возмущения (рис. 5.1, б, 5.2, б):
tрег1 = 0,113 с, tрег2 = 0,195 с.
Причем быстродействие контура скорости в переходном процессе по возмущению следует оценивать по кривой тока, так как на кривую скорости будет оказывать влияние величина скачка момента сопротивления, и в зависимости от начального значения скорости будет изменяться величина двухпроцентной зоны.
Видно, что быстродействие контура тока хуже, а контура скорости лучше, чем ожидаемое.
Перерегулирование по рис. 5.1, а, 5.2, а σ%1 = 16,13 %, σ%1 = 50,67 %, что выше нормы.
Из диаграммы переходного процесса по возмущению контура скорости (рис. 5.2, б) видно, что система не имеет ошибки по возмущению.
Дополнительно определим время первого перехода и время достижения максимума при отработке управления:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.