Характеристики систем автоматического управления электродвигателями. Практическое руководство. Исследование статических свойств системы автоматического управления скоростью, страница 4

ПРИМЕЧАНИЕ: Коэффициент передачи П-регулятора разомкнутой САУ задать так, чтобы номинальное значение напряжения задания составляло (0,01 … 0,1) и не превышало 10 В.

Отсюда можно определить диапазоны изменения сигналов модели при эксперименте

0 £U_вх£ 13.5В       для            0 £U_я£U_яN = 82B,

0 £U_вых£ 10В        для            0 £w£w_N = 62.83 с^-1,

0 £U_ст£ 3.46        для            0 £ М_ст £ М_N = 175 Н×м.

Следует иметь в виду, что для разомкнутой САУ входной сигнал должен быть в К_р раз меньше.

Рис. 3 Принципиальная схема модели ДПТ НВ и разомкнутой САУ

Программа лабораторной работы

1.  Произвести расчёт механической характеристики, постоянных времени и статизма ДПТ НВ и его разомкнутой САУ.

2.  Составить и начертить принципиальные схемы моделей двигателя и разомкнутой системы управления им.

3.  На наборном поле стенда собрать схему модели ДПТ НВ и экспериментально снять её механическую характеристику U_вых(U_ст) для трёх значений входного напряжения u_вх, соответствующих 0.5; 0.75; 1.0 U_ЯN.

4.  Собрать схему модели разомкнутой САУ ДПТ НВ и исследовать её экспериментально аналогично п. 3.

5.  По результатам эксперимента построить механические характеристики, пересчитав сигналы моделей u_вх, u_вых, u_ст, u_зад в реальные физические величины u_я, w, М_ст.

6.  Критическим сравнением расчётных и экспериментальных характеристик по внешнему виду и величине статизма сделать вывод о физических причинах вида полученных характеристик, влиянии САУ на них, несовпадении результатов расчёта и эксперимента.

Лабораторная работа № 1.2

Статические характеристики и статизм

одноконтурных замкнутых систем управления скоростью электродвигателя постоянного тока

Цель работы

Изучить принципы построения одноконтурных замкнутых САУ с регулированием по возмущению и по отклонению. Аналитически и экспериментально исследовать влияние на вид их статических характеристик и величину статизма коэффициентов передачи регулятора и обратной связи.

Краткие теоретические сведения

В замкнутой САУ с регулированием по возмущению с помощью обратной связи на вход системы дополнительно к входному сигналу (задание) подаётся сигнал обратной связи, пропорциональный возмущению, с целью компенсации его негативного влияния.

При регулировании по отклонению на вход системы подаётся для сравнения с входным сигналом сигнал обратной связи, пропорциональный регулируемой величине. В первом случае обратная связь называется компенсирующей, во втором ¾ стабилизирующей.

В соответствии с этими принципами, основываясь на структурной схеме ДПТ НВ (рис. 1а), можно представить в наиболее простом виде структурные схемы САУ так, как это показано  на  рис. 4.

Действуя аналогично тому, как это было сделано в п. 1.1.1, можно получить уравнения для механических характеристик САУ сначала в относительных

 ,

а затем в абсолютных переменных

,                  (11)

,           (12)

Из уравнения (11) видно, что при регулировании по возмущению можно обеспечить абсолютно жёсткие механические характеристики (S_САУ = 0), если настроить регулятор и обратную связь так, чтобы

K_ос × К_р = 1.                            (13)

При регулировании по отклонению получить нулевой статизм нельзя, как следует из уравнения (12), но можно сделать его меньше некоторой требуемой величины.

Согласно (8) статизм системы

, где  w₀ получается из (12) при М_ст = 0, а ошибка Dw равна второму слагаемому в (12)

Следовательно

где [S_САУ] ¾ величина заданного статизма.

Отсюда для номинального режима получим, что

.                 (14)

а)

б)

Рис. 4 Структурная схема САУ скоростью ДПТ НВ с регулированием по возмущению (а) и по отклонению (б)