Использование математической модели для проведения исследований

4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Оценивание адекватности математической модели

Так как проведение натуральных экспериментов для данного объекта исследований довольно затруднительно и требует наличия соответствующей лабораторной базы, то оценивание адекватности математической модели будем производить исходя из обработки данных полученных из литературных источников посвящённых данной проблеме.

Проведя моделирование, можем оценить и сопоставить значения таких показателей, как время переходного процесса, перерегулирование, установившееся значение выходной величины.

На рисунке 4.1 представлена характеристика переходного процесса системы автоматического регулирования электропривода шахтной скиповой подъёмной установки.

Рисунок 4.1 – График переходного процесса

Длительность переходного процесса будет составлять 0,3 секунды, величина перерегулирования 51%, а установившееся значение выходной величины 1, т.е. равной значению входного воздействия.

Исходя из полученных параметров, можно сделать вывод, что данная математическая модель полностью удовлетворяет условиям для проектирования и реализации системы автоматического регулирования электропривода шахтной скиповой подъёмной установки.

4.2 Оптимизация исследуемого объекта

Как было ранее сказано, нам необходимо повысить эффективность и надежность работы электропривода шахтной скиповой подъёмной установки. Для реализации данной задачи проведём исследование данной модели на другом типе регулятора, т.к. модернизация данного узла системы несёт наименьшие затраты и не влечёт замены механических узлов и агрегатов шахтной скиповой подъёмной установки.

4.2.1 Расчёт параметров П-регулятора скорости

Передаточный коэффициент тахогенератора:

ЭДС тахогенератора при номинальных оборотах двигателя:

Коэффициент обратной связи по скорости:

- передаточная функция П-регулятора скорости

Максимальное ограничивающее напряжения для VD1 и VD2 рассчитываем по следующей формуле:

В.

Рисунок 4.2 - Упрощённая принципиальная схема П-регулятора скорости

В связи с тем, что нам требуется найти передаточную функцию разомкнутого контура по управляющему воздействию, то возмущающее воздействие (МС) можно считать равным нулю. Таким образом, конечная передаточная функция разомкнутого контура скорости имеет следующий вид:

На рисунке 4.3 представлена характеристика переходного процесса системы автоматического регулирования электропривода шахтной скиповой подъёмной установки на базе иного типа регулятора.

Рисунок 4.3 – График переходного процесса

Длительность переходного процесса будет составлять 0,2 секунды, величина перерегулирования 7,1%, а установившееся значение выходной величины 1, т.е. равной значению входного воздействия.

Данный тип регулятора имеет наиболее стабильные и быстродействующие характеристики, что благоприятно скажется на всей системе автоматического регулирования электропривода шахтной скиповой подъёмной установки.

Применение данного типа регулятора предполагает модернизацию только управляющей части системы, а именно регулятора скорости.