Системы управления электромеханическими объектами. Система управления «магнитный усилитель – двигатель», страница 27

                                                                                                            (16.2)

где  Т_мт – малые постоянные времени контура тока, Т_мт ≈( Т_я + Т_тп + Т_эт)/4

Рис. 16.3. Структурные схемы и динамические характеристики системы подчинённого управления

В показанном на рис. 16.3, б, контуре скорости, параметры ПИ-регулятора скорости также выбираются оптимально чтобы получить переходный процесс показанный на рис. 16.3, в (кривая 2) характеризующийся временем t_п ≈ 10 Т_мс, при Dw = 0.02 и σ = 0,1 (10%).

Передаточная функция замкнутого контура скорости при этом имеет вид:

                                                                                                            (16.3)

где  Т_мс – суммарная «малая» постоянная времени контура скорости, которая зависит от «малых» постоянных времени элементов системы:

                                                                                                            (16.4)

При оптимальном выборе параметров регуляторов тока и скорости переходный процесс в системе при ступенчатом воздействии имеет вид, приведённый на рис. 16,3, в, кривая 2 отличается по форме и времени окончания от переходного процесса без регуляторов кривая 1, т.е.:

t_п2<t_п1, так как   t_п2≈10Т_мс, а t_п1 ≈ 3 Т_м                                                                                                            (16.5)

Описание лабораторной установки

На рис. 16.4 приведена функциональная схема системы управления частотой вращения ДПТ. В качестве датчика обратной связи по скорости используется тахогенератор.

Установка позволяет снимать механическую и нагрузочную характеристики ДПТ в разомкнутой системе и в системе с обратной связью.

Механическая характеристика двигателя в замкнутой системе становится более жесткой (менее зависящей от момента).

Увеличение жесткости механической характеристики объясняется тем, что при повышении нагрузки двигателя и снижении его частоты вращения система регулирования автоматически повышает напряжение на обмотке управления двигателя, что частично компенсирует снижение частоты вращения от нагрузки.

В лабораторной установке в качестве датчиков положения применён фотоимпульсный датчик (ФИД), временные диаграммы работы которого показаны на рис. 16.5.

Программа работы

1. Снять зависимость напряжения на двигателе от кода управления (см рис. 16.6)

2. В разомкнутой системе снять зависимость w(U) при постоянном моменте (регулировочная характеристика) (см рис. 16.7).

3. В разомкнутой системе снять зависимость w(M) при постоянном управлении (механические характеристики) (см рис. 16.2, б).

4. В замкнутой системе снять зависимость w(U) при постоянном моменте, равном выбранному в пункте 1.

5. В замкнутой системе снять зависимость w(M) при постоянном управлении, равном выбранному в пункте 2.

6. Сравнить полученные при отсутствии и наличии обратной связи.

7. Снять переходные характеристики двигателя в системе без обратной связи и с обратной связью. Сравнить результаты.

8. Оформить отчет, используя файл-шаблон elmech.dot, графики и таблицы из директории C:\Labs51\Data.

Рис. 16.4. Функциональная схема САР частоты вращения ДПТ

Рис. 16.5. Временные диаграммы сигналов ФИД при вращении вперёд (а) и назад (б)

Рис. 16.6. Зависимость напряжения на ДПТ от кода управления

Рис. 16.7. Регулировочная характеристика ДПТ