Изучение математических моделей и исследование характеристик электромеханического объекта управления, построенного на основе электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения

Санкт-Петербургский Государственный Университет Информационных технологий, Механики и Оптики

Кафедра Систем Управления и Информатики

Лабораторная работа №10

"Построение математической модели электромеханического объекта управления"

по курсу "Теория управления"

вариант 12

Выполнил:	Студент гр. 3145 Бирюков Д.С.
Преподаватель:	Лукьянова Г.В.

Санкт-Петербург

2006 г.

Цель работы: изучение математических моделей и исследование характеристик электромеханического объекта управления, построенного на основе электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения.

1. Построение полной модели ЭМО.

Рассчитаем параметры полной модели:

полная модель ЭМО

Получили графики моделирования при

       

                                                                                                            

       

                                                                                                                 

2. Исследование влияния момента сопротивления  на вид переходных процессов.

На  изменение момента сопротивления влияния не оказывает:

Влияние момента сопротивления на ток :

        

                                                                                   

       

                                                                                  

При изменении момента сопротивления изменяется максимальное и установившееся значение тока :

	0	10	20	30	40
	0	2,5	5	7,5	10

Влияние момента сопротивления на скорость :

       

                                                                                   

       

                                                                                  

При изменении момента сопротивления изменяется установившееся значение скорости , а  время переходного процесса  остается неизменным:

	0	10	20	30	40
	33,75	29,28	24,82	20,35	15,9
	0,27	0,27	0,27	0,27	0,27

Влияние момента сопротивления на угол поворота :

     

                                                                                   

     

                                                                                  

При увеличении момента сопротивления падает скорость и уменьшается угол поворота.

3. Исследование влияния момента инерции нагрузки  на вид переходных процессов.

Влияние момента инерции на ток :

        

                                                                               

         

                                                                                

При увеличении момента инерции растет максимальное значение тока.

Влияние момента инерции на скорость :

        

                                                                               

         

                                                                                

При увеличении момента инерции меняется время переходного процесса , а установившееся значение  остается неизменным:

	0,8	1,2	1,6	2,0	2,4
	33,75	33,75	33,75	33,75	33,75
	0,16	0,21	0,27	0,32	0,37

4. Исследование влияния передаточного отношения редуктора  на вид переходных процессов.

Влияние передаточного отношения на скорость  при :

          

                                                                                                          

          

                                                                                                       

Влияние передаточного отношения на скорость  при :

         

                                                                                                          

          

                                                                                                      

При увеличении передаточного отношения изменяется время переходного процесса , а установившееся значение скорости  определяется моментом сопротивления

	2,5	6,25	10	13,75	17,5
	25	25	25	25	25
	3,66	0,635	0,28	0,18	0,135

5. Моделирование процессов системы при постоянных времени  и , меньших на порядок.

      

                                                                                                               

        

                                                                                                                 

Уменьшение постоянных времени ведет к уменьшению времени переходных процессов.

6. Построение приближенной модели ЭМО.

Рассчитаем параметры приближенной модели:

приближенная модель ЭМО

        

                                                              

     

                                                               

7. Получение моделей ВСВ.

Получим модель ВСВ полной схемы моделирования:

Получим модель ВСВ упрощенной схемы моделирования:

Вывод: на основе механических и электрических законов можно получить модель ОУ в виде электродвигателя и исследовать его переходные характеристики. Во многих случаях малыми постоянными времени можно пренебречь, упрощая модель, при этом погрешности, вызванные упрощением, весьма малы.