Расчет системы автоматического управления электроприводом при номинальном напряжении двигателя: Uн = 220 В и перерегулировании скорости: σ = 25 %, страница 3

1. участок –Звено усиления, представляет собой горизонтальный участок Амплитуда:дБ.

          2. участок – Звено второго порядка, наклон - 40 дБ/дек.         

3. участок– Апериодическое звено, наклон - 60 дБ/дек .

Находим частоты сопряжения:

 рад/с.

 рад/с.

3.1.2 Желаемая ЛАХ.

          Определяем желаемую частоту среза системы исходя из заданного перерегулирования скорости σ = 25% и времени переходного процесса tПП=0.7 с.

          Исходя из заданного перерегулирования находим коэффициент k [Куропаткин, С. 223, рис 11.8 а] и Рмакс:

Определим частоту среза:

 рад/с.

По значениям  и  определяем по номограмме [Куропаткин, С. 223, рис 11.8 б] значения запаса по фазе и по амплитуде:

дБ – ограничение среднечастотного участка слева

 дБ – ограничение среднечастотного участка справа

          В районе частоты среза наклон желаемой ЛАХ выбирается равным-20Дб/дек, что позволяет обеспечить необходимые запасы устойчивости по модулю и фазе.

На высоких частотах у желаемой ЛАХ наклон совпадает с наклоном нескорректированной ЛАХ (–60 дБ/дек).

На листе №1 изображены две желаемые ЛАХ.

1. Имеет 3 перегиба и значит 3  частоты сопряжения, которым соответствуют постоянные времени: Т1=0.01c; Т3=0.501c; Т4=1,501c.  

Передаточная функция желаемой ЛАХ:  

Выполним анализ переходного процесса замкнутой желаемой системы:

Wrazpos=tf([69.62 138.97],[0.0002253 0.04536 2.313 3.022 1])

Transfer function:

               69.62 s + 139

-----------------------------------------------------

0.0002253 s^4 + 0.04536 s^3 + 2.313 s^2 + 3.022 s + 1

>> W=feedback(Wrazpos,1)

Transfer function:

                     69.62 s + 139

-------------------------------------------------------

0.0002253 s^4 + 0.04536 s^3 + 2.313 s^2 + 72.64 s + 140

>> step(W)

Время переходного процесса 0.15с;

Время первого согласования 0,04с;

Перерегулирование 12.6%

2. Имеет 2 перегиба и значит 2  частоты сопряжения, которым соответствуют постоянные времени: Т1=0.01c; Т’3=10c;.  

Передаточная функция желаемой ЛАХ:     

Выполним анализ переходного процесса замкнутой желаемой системы

Wrazpos2=tf(138.97,[0.1 10.1 1])

Transfer function:

        139

--------------------

0.1 s^2 + 10.1 s + 1

>> W2=feedback(Wrazpos2,1)

Transfer function:

         139

----------------------

0.1 s^2 + 10.1 s + 140

>> step(W2)

Время переходного процесса 0.249с;

Время первого согласования 0.137с;

Перерегулирование отсутствует.

          Обе системы соответствуют заданному быстродействию. Так как в 1-ой системе присутствует перерегулирование, что не допустимо в ответственных приводах, выбираем желаемую ЛАХ с передаточной функцией:  

    

3.2 Синтез КУ при последовательной коррекции САУ.

Рис 3.1 схема системы при последовательной коррекции.

Для получения ЛАХ  корректирующего устройства необходимо от ЛАХ желаемой системы отнять ЛАХ нескорректированной системы.

Полученная ЛАХ (изображена на листе №1) имеет две частоты сопряжения и соответствующие им постоянные времени: Т1=0.01c; Т3=10c;.  

3.2.1 Схемная реализация КУ при последовательной коррекции САУ.

Выбор схемы реализации по таблице типовых корректирующих устройств автоматического регулирования корректирующее устройство с аналогичной формой ЛАХ – затруднителен, так как данная форма не описана.

По построенной ЛАХ определяем передаточную функцию КУ

                         Передаточная функция корректирующего устройства определится:

              

По полученной передаточной функции корректирующего устройства подберём схемную реализацию корректирующего устройства.

Где     

            

                    =0.037

В результате расчётов получаем параметры элементов цепи корректирующего устройства:

 кОм;  МОм; кОм.

 мкФ;  мкФ;

3.3 Синтез КУ при параллельной коррекции САУ.

При параллельной коррекции ЛАХ корректирующего устройства находиться следующим образом:

Lж(w) - ЛАХ скорректированной (желаемой) системы,

Lохв(w) - ЛАХ звеньев, охваченных корректирующей связью,

Lнс(w) - ЛАХ нескорректированной системы,

Lку(w) - ЛАХ корректирующего устройства.

Охватим корректирующей связью контур тока двигателя.

Рисунок 3.2. схема системы при параллельной коррекции.

Передаточная функция охваченной части системы совпадает с передаточной функцией разомкнутой нескорректированной системы по управляющему воздействию:

Желаемая ЛАХ, ЛАХ звеньев, охваченных корректирующей связью,