Расчет систем автоматического управления электрическим подвижным составом: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию, страница 7

          Ошибка регулирования замкнутой системы I_яv, обусловленная изменением скорости движения , определяется разностью ординат точек (а₁; с₁) пересечения характеристики объекта управления замкнутой системы с характеристиками объекта управления разомкнутой системы для скорости движения v₁ и v₂.

          Для системы автоматического управления режимами рекуперативного торможения электровоза ВЛ-11^м требуется определить по заданной ошибке регулирования I_яv величину коэффициента усиления регулятора К_рег.

          Построение характеристики произведено также относительно заданного тока якорей I_я0 (см. рис.10б).Для построения характеристик надо провести горизонтальную прямую на уровне I_я0 до пересечения в первом квадранте с характеристикой объекта управления для скорости v₁ (точка а₁) и во втором квадранте - с характеристикой элемента обратной связи (точка 2).

          Вторую горизонтальную прямую надо провести ниже на величину заданной ошибки регулирования I_яv до пересечения с характеристикой объекта управления для скорости v₂ (точка с₁). Из точек а₁, с₁ надо провести вертикальные прямые вниз до пересечения с характеристикой исполнительного устройства (точки а₄; с₄) и далее горизонтальные прямые в третий квадрант. Из второго квадранта через точки а₂, с₂ надо провести вертикальные прямые в третий квадрант до пересечения с горизонтальными прямыми, проведёнными через точки а₄, с₄. Наклонная прямая, проведённая через полученные точки пересечения а₃, с₃ представляет собой характеристику регулятора. Коэффициент наклона характеристики является произведением коэффициентов преобразования регулятора и преобразователя сигнала:

  .   (40)

          В системе автоматического управления с пропорционально-интегральным законом регулирования ошибка регулирования тока якоря I_я=0. Статическая характеристика объекта регулирования замкнутой системы представляет собой горизонтальную прямую на уровне I_я0. Точки пересечения а₁ и d₁ (рис.11) этой прямой с характеристиками I_я(I_в) для скорости v₁ и v₂ определят расчётные величины токов возбуждения I_в1, I_в3 тяговых электродвигателей.

4.2.Расчёт коэффициентов усиления и ошибок регулирования

замкнутой системы

          Для расчёта ошибок регулирования замкнутой системы с пропорциональным и пропорционально-дифференциальным законами регулирования надо вычислить коэффициенты преобразования всех элементов системы по формулам (5),(8)-(12), (15), (25)-(30),(36),(37),(40) для заданного значения тока якорей I_я0 и скорости движения v₁. Результаты расчёта привести в табл.6.                                                                                                     Таблица 6

Коэффициенты преобразования функциональных элементов

	v, км/ч	v1	v2
	Iя, А	Iя1	Iя2
	Iв, А
	Iн, А
	Кя,  (км/ч)/Ом
	Кф,Ом/(км/ч)
	Кn  ,
	Кфв,
	Коу,
	Киу
	Кос
	Крег
	Кv ,А/(км/ч)
	К0

          Ошибка регулирования тока I_яv замкнутой системы, обусловленная изменением скорости движения от v₁ до v₂ согласно функциональным схемам рис.3 определяется следующей формулой, А :

                                .       (41)

          В формуле (41) коэффициентом К₀ обозначен общий коэффициент усиления:

                              .              (42)

          После расчёта ошибки регулирования I_яv, обусловленной изменением скорости, надо повторить расчёт всех коэффициентов преобразования элементов системы автоматического управления для тока рекуперации I_я2=I_я1-I_яv при скорости движения v_2.  Результаты расчёта привести в табл.6.

          Ошибки регулирования замкнутой системы I_яU, обусловленная изменением напряжения контактной сети U_кс определяется следующей формулой, А :

                                    .           (43)

          При пропорционально-интегральном законе регулирования ошибки регулирования тока рекуперации, обусловленные изменением скорости движения v и напряжением контактной  сети равны нулю. Поэтому расчёт коэффициентов преобразования объекта управления исполнительного устройства  системы автоматического управления надо выполнить для скорости v_1, v₂ заданной величины тока якорей тяговых электродвигателей I_я0 и  определенных расчетом величин тока возбуждения  I_B1, I _B3.

5.Расчёт частотныхи динамических характеристик

системы автоматического управления

5.1.Составление и преобразование структурной схемы системы

 автоматического управления

          Составление структурной схемы системы автоматического управления выполняют на основе операторных уравнений (6), (7), (22)-(24), (33), (38), (39), содержащих передаточные функции звеньев направленного действия функциональных элементов системы [3].

          Структурные схемы систем автоматического управления рекуперативным торможением электровозов ВЛ-10, ВЛ-11^м показаны на рис.11.

Исходная структурная схема содержит звенья, включенные встречно-параллельно, образующие местные обратные связи. Такие звенья надо привести к эквивалентным звеньям с табличными передаточными функциями.

Апериодическое звено 1^-го порядка магнитопровода и дифференцирующее звено цепи возбуждения тягового электродвигателя можно привести к эквивалентному апериодическому звену 1^-го порядка с передаточной функцией:

 .

Рис.11

          Постоянная времени приведённого апериодического звена, С :