9.2.7 Создание модели

После того, как все функциональные блоки размещены в окне модели (рисунок 9.10) их необходимо соединить линиями с помощью мыши (как в графическом редакторе) – рисунок 9.11.

9.3 Моделирование структурной схемы

Время моделирования следует выбирать в пределах 2-3 t_р. Выставляется время параметром «Simulation stop time» (рисунок 9.12). Расчет модели запускается кнопкой «Start simulation» (рисунок 9.12). Результат моделирования будет отображен в окне осциллографа. Для автомасштабирования осей необходимо нажать кнопку «Autoscale» (рисунок 9.13).

10 Пример

Для заданной принципиальной схемы (рисунок 1.1) управления двигателем постоянного тока рассчитать систему автоматического управления, удовлетворяющей следующим показателями качества:

а) ошибка регулирования по внешнему возмущению не должна превышать заданного значения:

_м = 0,1 %;

б) перерегулирование выходной координаты не должна превышать заданного значения:

_м = 18 %;

в) время регулирования по управляющему воздействию не должна превышать заданного значения:

t_р = 0,2 с.

Двигатели 2П выполняется с тахогенератором типа ТС1. Крутизна напряжения тахогенератора 0.033 В/(об/мин), нагрузочное сопротивление – не менее 2 кОм.

Таблица 10.1 - Технические данные двигателя

Мощность Pн, кВт	Напряжение Uн, В	Частота вращения		КПД , %	Сопротивление обмоток при 150С			Индуктивность якоря Lяц, мГн	Момент инерции J, кГм2
		nн, об/мин	nмах, об/мин		Rя, Ом	Rд, Ом	Rв, Ом
9.5	440	2200	5000	88.5	0.338	0.221	77	12	0.2

11 Структурная схема электропривода

11.1 Функциональная схема электропривода

На основании принципиальной схемы (рисунок 1.1) составим функциональную схему (рисунок 11.1).

На двигатель постоянного тока M подается регулируемое напряжение U от тиристорного преобразователя UZ. Выходным сигналом двигателя является скорость вращения , измеряемая тахогенератором BR. Сигнал обратной связи U_осс, формирующийся из выходного напряжения BR с помощью промежуточного усилителя K₀, сравнивается с заданием U_зад. Ошибка регулирования U_=U_зад-U_осс усиливается регулятором A и напряжение U_упр подается на управляющий вход тиристорного преобразователя.

Электропривод представляет собой замкнутую одноконтурную систему управления с обратной связью по скорости.

Возмущающим сигналом электропривода является статический момент нагрузки M_с.

11.2 Выбор тиристорного преобразователя

Номинальное напряжение двигателя (таблица 10.1) составляет 440 В. Выбираем тиристорный преобразователь с номинальным напряжением В. Таким образом, коэффициент усиления ТП при максимальной входном управляющем сигнале U_упр.max=10 В, составляет:

(11.54)

.

11.3 Передаточные функции элементов структурной схемы

11.3.1 Тиристорный преобразователь

Тиристорный преобразователь представляет собой апериодическое звено:

(11.55)

,

где - постоянная времени тиристорного преобразователя;

m=3 – пульсность преобразователя (схема выпрямления c нулем);

f=50 Гц – частота питающей сети.

11.3.2 Обратная связь по скорости

Обратная связь по скорости состоит из двух последовательно соединенных звеньев – тахогенератора и промежуточного усилителя для масштабирования сигнала тахогенератора до максимального входного напряжения, равного 10 В.

Коэффициент усиления цепи обратной связи:

(11.56)

,

где c^-1 – номинальная угловая скорость двигателя.

Передаточная функция тахогенератора представляет собой пропорциональное звено с коэффициентом преобразования, равным:

(11.57)

Вс,

где  = 0.033 В/(об/мин) – крутизна характеристики тахогенератора типа ТС1 (приложение А).

Из (11.3) коэффициент усиления промежуточного усилителя равен:

(11.58)

.