Система автоматического регулирования ДПТ НВ

n="justify">где ω_П – полоса пропускания системы.

Настройка на симметричный оптимум:

Так как  в контуре регулирования скорости действует внешнее возмущение (момент сопротивления), то настраиваем контур регулирования скорости на симметричный оптимум.

Приводим  схему к единичной обратной связи:

Приравняем  передаточные функции системы:

;

.

Выбираем  частоту пропускания: для лучшего  качества регулирования САУ ее нужно  взять как можно больше:

  ;

  .

- дальнейший расчет ведем  по данной величине.

;

. 

 

13. Моделирование контура регулирования скорости

Без фильтра:

По графику  переходного процесса видно, что  при данных параметрах регулятора перерегулирование лежит в пределах 5%, что допустимо и говорит о правильности настройки системы:

;   

 

С фильтром:

По графику  переходного процесса видно, что  при данных параметрах регулятора перерегулирование  лежит в пределах 5%, что допустимо  и говорит о правильности настройки  системы:

    

 

14. Расчет  характеристик контура регулирования скорости

АЧХ контура  регулирования скорости:

ФЧХ контура  регулирования скорости:

 

КЧХ контура  регулирования скорости:

Запас устойчивости по модулю:

;

Запас устойчивости по фазе:

 

15. Моделирование рабочего цикла

Заданная  тахограмма:

1. М_с1 = М_н = 3159,7 Нмс;   М_с2 = 0;

2. М_с1 = 3М_н = 9479,1 Нмс;   М_с2 = 2М_н = 6319,4Нмс; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Входной сигнал имеет вид:

 

1. М_с1 = М_н = 3159,7 Нмс;   М_с2 = 0;

Напряжение на РС:

Напряжение на РТ:

 

Напряжение на ТП:

Частота вращения:

 

Ток якоря:

 

2. М_с1 = 3М_н = 9479,1 Нмс;   М_с2 = 2М_н = 6319,4Нмс;

Напряжение на РС:

Напряжение на РТ:

+

 

Напряжение на ТП:

Частота вращения:

 

Ток якоря:

 

16. Разработка  принципиальной схемы блока-регулятора

Регулятор тока

ПИ-регулятор:

Дифференциальное уравнение:

;

Передаточная  функция:

;

Примем , тогда .

Регулятор скорости

Интегрирующее звено:

Дифференциальное уравнение:

;

Передаточная  функция:

R₁=300кОм; C₁ = 100 мкФ 
Апериодическое звено:

Дифференциальное уравнение:

Передаточная функция:

R₁₂=20 кОм; C₄ = 4 мкФ; C₅ = 4 мкФ 
Реальное дифференцирующее звено

Дифференциальное уравнение:

Передаточная  функция:

R₄=100 кОм; R₅=20 кОм; C₂ = 4 мкФ 
 
Инвертирующие звено:

Дифференциальное уравнение:

Передаточная  функция:

R₇ = R₈ = R₂₃ = R₂₄ = 1 кОм. 
Промежуточные звенья:

Фильтр:

Дифференциальное  уравнение:

Передаточная  функция:

     R₁₃=10кОм; C₆ = 4мкФ; C₇ = 4мкФ 
Сумматор:

Передаточная функция:

R_a = R_b = R_c.

R₁₄ =1кОм. R₁₅ =1кОм. R₁₆ =1кОм.

R₁₇ =1кОм. R₁₈ =1кОм. R₁₉ =1кОм.

R₂₀ =1кОм. R₂₁ =1кОм. R₂₂ =1кОм. 
Выбираем универсальные широкополосные операционные усилители: КР1408УД1. 

 

 
 
 
 
 

 
 
 
 

 

ВЫВОД:

     При данной системе регулирования у  двигателя отсутствует скорость холостого хода, т.е. скорость двигателя  всегда поддерживается номинальной, не зависимо от того действует нагрузка или нет. Регулирование скорости ДПТ осуществляется регулированием напряжения на входе САУ, которое составляет при номинальном режиме 5 В. При пуске двигателя с помощью данной САУ, ток якоря значительно меньше, чем при прямом пуске двигателя.

     При построении САУ возникла необходимость  создания помехозащищенности, для чего контур регулирования скорости был настроен на симметричный оптимум. При моделировании контуров перерегулирование  находилось в пределах допустимого. 

 

17.   Список литературы
1. Лукас В.А. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1965.
2. Справочник по отечественным и зарубежным полупроводниковым приборам. Справочник. Шульгин О. А., Шульгина И. Б., Воробьев А. Б.: Лазер Арт, 1997.