Расчет электромеханических характеристик двигателя.
Подбор регулятора для операционного усилителя
Рассчитать ЭМХ двигателя, питающегося от преобразователя, имеющего нелинейную характеристику, в системе с ООС по скорости. Построим график переходного процесса Перерегулирование переходного процесса близко к 5%, значит расчет сделан правильно. Значение КП находится по характеристике преобразователя по его ЭДС, соответствующей угловой скорости о=51,4 рад/с: Теперь используя выражение (3) запишем… Читать ещё >
Расчет электромеханических характеристик двигателя. Подбор регулятора для операционного усилителя (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Костромской государственный технологический университет специальность: 220 301 «А»
заочный факультет кафедра автоматики и микропроцессорной техники
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ПО АВТОМАТИЗИРОВАННОМУ ЭЛЕКТРОПРИВОДУ
Выполнил:
студент 4 курса Смирнов Денис Владимирович шифр 09-ЗА-486
Проверил преподаватель:
Шуваев В.Г.
Кострома 2013 г.
Задания
Задание 1
Рассчитать ЭМХ двигателя, питающегося от преобразователя, имеющего нелинейную характеристику, в системе с ООС по скорости.
Дано:
о=51,4 рад/с
КУ=6,4
КД =1,25 рад/ (Вс)
КС =0,027 Вс/рад
Rяц=6,3 Ом.
Параметры электромеханической характеристики:
Uуп | 1,2 | 1,8 | 2,2 | 2,6 | 2,8 | 5,5 | |||||
Eп | 6,5 | 10,3 | 13,6 | 18,5 | 32,4 | 62,5 | 97,1 | 106,3 | 120,1 | ||
Решение:
Значение КП находится по характеристике преобразователя по его ЭДС, соответствующей угловой скорости о=51,4 рад/с:
В.
При ЕПО = 41,12 В Uу. п = 1,25 В и тогда
Определяется задающее напряжение при идеальном холостом ходе:
В.
Для расчета точек ЭМХ задаются напряжением управления преобразователя чуть большим ранее определенного, например, UУП=1,8 В, определяют ЭДС преобразователя по его характеристике (ЕП=10,3 В) и из уравнения напряжения управления определяют ток двигателя:
А.
Определяют угловую скорость двигателя:
рад/с Аналогично рассчитываются остальные точки ЭМХ.
Задание 2
Подобрать регулятор для ОУ, который является апериодическим звеном
Дано:
К = 3
Т = 0,038
Тµ = 0,0031
а=2
Решение:
Регулятор подбирают таким образом, что бы при последовательном включении его с соответствующим звеном системы, в данном случае с ОУ, была скомпенсирована большая постоянная времени объекта регулирования и в замен в контуре действовала бы существенно меньшая постоянная времени.
При этом результирующее эквивалентное звено, состоящее из последовательно включенных регулятора и объекта управления должно быть интегрирующим, то есть
Выберем регулятор в виде:
=> и =>
В этом случае
Передаточная функция регулятора примет вид:
двигатель электромеханический регулятор усилитель
Задание № 3
Синтезировать систему подчиненного регулирования для электромашинного устройства постоянного тока.
Таблица 3.3
Параметры № Варианта | Т, с | Тя, с | Кд | Тм, с | Кп | |
0,0014 | 0,02 | 2,8 | 0,63 | 6,6 | ||
Решение:
Составим передаточную функцию во внутреннем контуре
Wраз (р) = (1)
Систему будем настраивать на технический оптимум при этом видим что Т<< Тя Значит надо компенсировать постоянную времени Тя путем зачисления выражения Тя•р+1
В числитель, к тому же для получения интегрирующего звена необходимо чтобы в знаменателе было Тт•р где Тт — коэффициент обратной связи по току Полученная функция будет соответствовать ПИ-регулятору
WрегI (p) =
Соответственно результирующая передаточная функция внутри контура
=
Делим полученное выражение на Кп и производим замену
Где, а — желательный вид переходного процесса. в инженерной практике принимают а=2. Получим
Wрез (р) =
Для замкнутой системы
Wзс (р) = без большой погрешности можно полагать что Wзс (р) = (3)
Подставив числовые значения получим
Wзс (р) =
Теперь используя выражение (3) запишем передаточную функцию разомкнутой системы для внешнего контура
• (4)
Чтобы найти передаточную функцию регулятора по скорости в выражении (4) снова Делаем компенсацию на этот раз Тм. Соответственно для получения интегрирующего звена необходимо ввести Тт/Тс где Тс — коэффициент обратной связи по скорости получится следующая ПФ Определим значения Тс и Тт Тс найдем из условия откуда Тс = 2•2,8•0,0014 = 0,008
Также для Тт откуда Тт = 6,6•2•0,0014 = 0,018
Очевидно при такой настройке для любого i-го контура можно записать
Wзсi (p) =
Тогда для нашего случая передаточная функция замкнутой системы внешнего контура будет
Wзс (р) = или подставив числовые значения
Wзс (р) =
Составим характеристическое уравнение системы
66 666* (0,15•р2+0,0056•р+1) =0 или р2+71•р+2551=0
Судя по полученному уравнению главные величины системы частота собственных колебаний системы щсоб= рад/с значит коэффициент демпфирования будет Подставив числовые значения запишем передаточные функции регуляторов
WрегС (p) == 0,63/0,008 = 78,75
WрегI (p) = =
Построим график переходного процесса Перерегулирование переходного процесса близко к 5%, значит расчет сделан правильно.
Перерегулирование определим по формуле