3. Реализация корректирующего устройства и исследование реализованной системы автоматического регулирования скорости электропривода

3.1 Реализация корректирующего устройства

Передаточная функция корректирующего устройства имеет вид:

,

.

Разобьем на элементарные звенья с учетом изменения частоты от ω_min до ω_max:

.

Расчет цепей коррекции:

1 звено:

Для расчета и реализации данного корректирующего устройства выберем схему (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 – Цепь коррекции

Примем резистор R₂₁ МЛТ-0.125 – 2.2 МОм 5 % (ряд Е 24), тогда емкость конденсатора составит

(Ф)

выбираем конденсатор К52-7А емкостью С₁₁ = 9.1 нФ на рабочее напряжение 400В.

Произведем пересчет постоянной времени T_1КУ:

(с).

Рассчитаем сопротивление резистора R₁₁:

(Ом)

выбираем резистор R₁₁ МЛТ-0.125 – 2.2 МОм 5 % (ряд Е 24).

Произведем пересчет постоянной времени T_2КУ:

(с)

В результате получим реальное корректирующее устройство передаточная функция, которого имеет вид:

, (3.3)

.

3.2 Временной анализ реализованной сар

Составим и исследуем модель скорректированной системы автоматического регулирования:

На рисунке 3.1 представлена имитационная модель временного анализа скорректированной системы автоматического регулирования.

Рисунок 3.2 – Имитационная модель временного анализа скорректированной системы

Результаты моделирования скорректированной системы автоматического регулирования представлены на рисунке 3.3

Рисунок 3.3 График переходного процесса скорректированной системы

Рисунок 3.4 Статическая ошибка скорректированной системы (сигнал рассогласования)

Временные показатели качества:

1. перерегулирование – σ_мод = 0% в соответствии с рисуноком 3.4;

2. время достижения 1 –го максимума: t_уmaxмод = 0 (с);

3. время нарастания: t_нмод = 0.106 (с);

4. время регулирования: t_pмод = 0.206 (с);

5. установившееся значение: h_умод = 0.992;

6. время установившегося значения: t_умод=0.3 (с);

7. показатель точности регулирования - статическая ошибка скорректированной системы: ε_мод = 0.00523;

8. количество максимумов за время регулирования: n = 0.

3.3 Частотный анализ разомкнутой скорректированной системы автоматического регулирования скорости электропривода

Модель частотного анализа системы автоматического регулирования приведена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 Имитационная модель частотного анализа скорректированной разомкнутой системы

Результаты моделирования скорректированной разомкнутой системы автоматического регулирования представлены на рисунке 3.5, 3.6.

Рисунок 3.6 АЧХ и ФЧХ скорректированной разомкнутой системы

Рисунок 3.7 Амплитуднофазочастотная характеристика (АФЧХ) скорректированной разомкнутой системы.

Частотные показатели качества разомкнутой системы автоматического регулирования:

5. Запас устойчивости по амплитуде / H_m /_мод= 22.3 (дБ);

6. Частота среза ω_{ср мод} =15.9 (с^–1);

7. Запас устойчивости по фазе Δ_мод(ω_ср) = 78.6°;

8. Частота ω_{π мод} =121 (с^{– 1});