2.4Методика построения переходных процессов на основе использования структурной схемы сау эп

Этапы построения переходных процессов:

1. Составляется структурная схема САУ ЭП для подчиненного регулирования (рис. 45).

Рисунок 45 – Структурная схема двухконтурной САУ ЭП

2. Выделяются и нумеруются динамические звенья системы, в передаточных функциях которых содержатся операторы дифференцирования (или комплексные числа).

3. Нумеруются входные и выходные сигналы каждого звена.

4. Нумеруются коэффициенты и постоянные времени, в соответствии с номером звена.

5. Используются передаточные функции звеньев для составления дифференциальных уравнений в форме уравнений Коши:

— обычное дифференциальное уравнение;

— дифференциальное уравнение в форме уравнений Коши.

Дифференциальное уравнение в форме уравнений Коши предполагает нахождение производной регулируемого параметра.

6. Составляются алгебраические уравнения связи для каждого из входных сигналов.

7. Составляется таблица исходных данных для машинной обработки дифференциальных уравнений в форме уравнений Коши и уравнений связи с целью графического представления этих решений (кривые переходных процессов для силы тока и для скорости , ).

8. Используется стандартная программа (старое название: РЭП, СЭП; новое название priv3.exe (аналоговая система)).

Пример.

1 , 2, 3 и 4-е пункты (рис. 46).

Рисунок 46 – Структурная схема САУ ЭП для подчиненного регулирования

5. .

Находим :

,

,

,

где — оператор дифференцирования.

; .

Дифференциальные уравнения Коши:

,

,

,

.

Уравнения связей:

,

,

,

.

Параллельно определяем входы по пункту 6.

,

где .

.

,

.

Перейдем по второму звену ТП.

Составляем уравнение Коши для тиристорного преобразователя (звено № 2 (ТП)):

;

;

,

,

,

;

Составим уравнение связей для :

.

Перейдем к третьему звену:

;

,

.

Составим уравнение связей для этого звена:

.

Проанализируем звено № 4 (Д2):

,

,

.

Cоставим уравнение связи для :

.

Для совместного решения полученных уравнений связей и дифференциальных уравнений в форме уравнений Коши привлекаем стандартную программу (табл. 2).

Таблица 2 – Исходные данные

Этап	Параметр	Единица измерения	Идентификация	Примечания
1	2	3	4	5
		c		Ожидаемое время переходного процесса
		—		Коэффициент передачи регулятора скорости
		—		Коэффициент передачи РТ — пропорциональной части
		—		Коэффициент передачи РТ — интегральной части 1) , , — время интегрирования или время изодрамы 2) ; 3) , где — коэффициент передачи обратной связи по току
		—		Коэффициент передачи тиристорного преобразователя
		с		Постоянная времени тиристорного преобразователя , где — постоянная времени апериодического звена с
		В/рад		Коэффициент передачи первой части двигателя:
		В/рад		Коэффициент передачи второй части двигателя (якоря): , где
1	2	3	4	5
		с	ТЯ	Электромагнитная постоянная
			С	Определяется из уравнения статической естественной характеристики
		В/А		Коэффициент обратной связи по току
		В/с		Коэффициент обратной связи по скорости
1	2	3	4	5
		В		Напряжение задания В
		А		Статическая нагрузка по току при запуске привода. При запуске станка . При подведении резца
		В	или	Напряжение сравнения в нелинейных звеньях (в контуре тока и контуре скорости)
		В В А рад/с		Входные параметры соответствующих звеньев: ; ЭДС тиристорного преобразователя; сила тока; угловая скорость (в начальный момент равна нулю)

Расчеты производятся по приведенным исходным данным с использованием программы РЭП-СЭП или priv 3.exe.

Расчет производится в 4 фазы:

1. Пуск вхолостую при .

При этом , , , назначаются равными нулю.

2. Наброс нагрузки:

, , , , переносятся из первой фазы расчета.

3. Снятие нагрузки (отводим резец от детали).

; , , , — переносятся из фазы расчета «наброс нагрузки».

4. Торможение.

Под нагрузкой или под холостым ходом.

Результат работы программы по расчету переходных процессов представлен на рис. 47, а для анализа действия нагрузки в статике представлен рис. 48.

Из статической характеристики (рис. 48) видно, что по переходному процессу меньше либо равна .

Значения силы тока по статической характеристике и по переходному процессу должны быть соизмеримы.

Рисунок 47 – Результат работы программы по расчету переходных процессов

Рисунок 48 – Анализ действия нагрузки в статике