Исследование САУ напряжения синхронного генератора переменного тока, страница 6

По структурной схеме можно получить передаточные функции разомкнутой и замкнутой систем регулирования напряжения, а так же исследовать данную модель с помощью компьютера на устойчивость.

При анализе устройства и функционирования элементов САР синхронного генератора установлено, что синхронный генератор, возбудитель и систему автоматического регулирования возбуждения можно представить в виде апериодических типовых динамических звеньев, а усилительный элемент в виде безынерционного типового динамического звена.

Основные правила преобразования структурных схем:

1. Последовательное соединение ТДЗ.

Эквивалентная передаточной функции последовательно - соединенных звеньев равна произведению передаточных функций этих звеньев.


2. Передаточная функция при параллельном соединении ТДЗ.

Эквивалентная передаточной функции параллельного соединения звеньев равна сумме передаточной функции этих звеньев.


3. Передаточная функция звена охваченного обратной связью.


Эквивалентная передаточной функции звена охваченного обратной связью равна отношению передаточной функции звена к единице обратного выражения.


1. Последовательное соединение звеньев

Передаточная функция системы, состоящей из последовательного соединения типовых звеньев, равна произведению передаточных функций звеньев, составляющих эту систему.

2. Параллельное соединение звеньев

Передаточная функция системы, состоящей из параллельного соединения типовых звеньев, равна сумме передаточных функций звеньев, составляющих эту систему.

3. Звено, охваченное обратной связью


Передаточная функция звена, охваченного отрицательной обратной связью, равна передаточной функции прямой цепи деленной на единицу плюс передаточная функция системы с разомкнутой обратной связью.

3а. Звено с единичной обратной связью



4. При переносе узла на одно звено назад по ходу сигнала, в цепь необходимо добавить звено с такой же передаточной функцией.


5. При переносе узла на одно звено вперед по ходу сигнала в цепь необходимо добавить звено с передаточной функцией обратной передаточной функции этого звена.

Подставляя параметры схемы, определяющие динамические свойства устройств и элементов, получим следующие соотношения:

9.Получение передаточной функции

Передаточной функцией звена W(P) называется отношение изображения сигнала на выходе к изображению сигнала на входе при нулевых начальных условиях.

В замкнутых системах управляющее воздействие формулируется в непосредственной зависимости от управляемой величины.

В разомкнутых системах управляющее воздействие задается без учета действительного значения управляемой величины на основании цели управления, характеристик объекта и известных внешних воздействий. Такое управление называется жестким.

Разомкнутые системы управления требуют отсутствия влияния возмущений; применяются для стабилизации и программного управления, а также для дистанционного управления.

9.1.Передаточная функция замкнутой САУ.

 Получим следующее выражение:

Характеристическое уравнение D(p)=0 при исходных данных.

9.2.Передаточная функция разомкнутой САУ.

Знаменатель передаточной функции составляет характеристическое уравнение данной САУ, где

                                    

Это характеристическое уравнение D(p)=0 третьего порядка.

Получим следующее выражение:

9.3 Звено, охваченное обратной связью:

Обратная связь может быть отрицательной, если из Х  вычитается Хо.с.

x(t)

Wо(Р) – звено или звенья основной цепи

Wос(Р) - звено или звенья обратной цепи

Схема описывается следующими уравнениями:

Здесь первое уравнение соответствует отрицательной обратной связи.

Исключив отсюда X _О.С., получим:

где

Wp(P)=

Здесь отрицательной обратной связи соответствует плюс.

Функция Wз (Р) называется передаточной функцией замкнутой системы, а Wp(P) передаточной функцией разомкнутой системы, т. е. цепочки из всех звеньев системы, получающейся после разрыва обратной связи.