Лабораторная работа №2.

Тема: моделирование системы управления электроприводом постоянного тока и системы запуска асинхронного двигателя.

Цель работы: научится собирать модели систем автоматического управления в среде моделирования Simulink, на примере системы управления электроприводом постоянного тока и схемы пуска асинхронного двигателя, а также ознакомится с построением графиков на примере построения механических характеристик двигателя постоянного тока и асинхронного двигателя.

Задание №1- Моделирование системы управления тп-д:

Собрать в программном пакете Simulink модель системы Тиристорный преобразователь - Двигатель постоянного тока (ТП-Д), при выполнении лабораторной необходимо:

1) Рассчитать параметры структурной схемы системы ТП-Д пользуясь программным пакетом MATLAB, как научным калькулятором. Формулы для расчета и данные объекта управления- двигателя постоянного тока приведены ниже. Руководство по использованию пакета MATLAB, в качестве калькулятора, приведено в отдельном описании MATLAB/Simulink .

2) Ознакомится с основными блоками библиотеки Simulink и собрать структурную схему системы ТП-Д в среде визуального моделирования, используя стандартные звенья и блоки из теории автоматического управления. Краткое описание блоков входящим в структурную схему рассмотрено ниже. Более подробное руководство по стандартным блокам пакета Simulink, приведено в отдельном описании MATLAB/Simulink.

Примечание:

3) Промоделировать собранную схему, и получить переходные процессы, построив следующие характеристики (графики) f = M(t)- зависимость момента двигателя от времени и f = w(t)- зависимость угловой скорости от двигателя для трех случаев:

a)M_c = 0; б) M_c = 0.5*M_н в) M_c = M_н;

Параметры объекта управления (дпт):

№ вар	Uян, В	Iян, А	nн, об/мин	Rя, Ом		Jпр, кгм2	Ттп, с
1	220	10	1500	0,1	2	0,8	0,01
2	220	14	1200	1,63	2	0,05	0,01
3	220	21	1060	0,95	2	0,125	0,01
4	220	26	1120	0,57	2	0,155	0,01
5	220	37	850	0,42	2	0,3	0,01
6	220	51	770	0,27	2	0,425	0,01
7	220	70	700	0,17	2	0,8	0,01
8	440	9,5	1280	3,54	2	0,125	0,01
9	440	14,5	890	2,08	2	0,3	0,01
10	220	25	1460	0,531	2	0,125	0,01
11	220	34	1510	0,322	2	0,155	0,01
12	220	50	1360	0,194	2	0,3	0,01
13	220	68	1190	0,125	2	0,425	0,01
14	440	16	1510	1,69	2	0,155	0,01
15	440	32	1200	0,534	2	0,425	0,01

Структурная схема замкнутой по скорости системы управления ТП-Д

Расчёт параметров структурной схемы:

1. Номинальная угловая скорость

2. Номинальный момент двигателя

3. Коэффициент ЭДС двигателя

4. Модуль жесткости

5. Индуктивность якорной цепи ДПТ

6. Электромагнитная постоянная времени ДПТ

7. Электромеханическая постоянная Т_М привода

Модель системы ТП-Д в собранная в пакете Simulink:

Описание блоков входящих в модель ТП-Д

1) Step — блок обеспечивает создание сигнала в форме ступеньки (так называемого ступенчатого сигнала). В диалоговом окне настройки блока Step установить следующие параметры:

О Step time - время начала ступеньки: 0

О Initial value (начальное значение): 0

О Final value (конечное значение): 1

2) Transfer Fcn – блок позволяет задать линейное звено путем ввода его передаточной функции, используется в данной модели для задания передаточных функций тиристорного переобразователя и звена якорной цепи двигателя постоянного тока, - апериодические звенья.

3) Constant — блок предназначен для задания параметров которые являются неизменными во времени, в данной модели этот блок позволяет задать нагрузку на двигатель постоянного тока, т.е момент сопротивления Mc.

О Согласно заданию промоделировать схему, изменяя значение этого блока.

4) Integrator — Блок представляет идеальное интегрирующее звено (интегратор), в данной модели этот блок представляет звено механической части системы управления.

5) Gain — Блок служит для задания пропорционального звена систем управления, в данной модели служит для задания коэффициента перед интегрирующим звеном.

6) XYGraph – Блок для построения графиков. В данной модели заменяет реальные осциллографы измеряющие скорость и момент двигателя. Если дважды щелкнуть мышью на его изображении, на экране появится окно настройки блока, позво­ляющее установить границы изменений входных величин, в которых будет построен график зависимости второй величины от первой.

7) Clock – Является источником непрерывного сигнала, пропорционального мо­дельному времени, необходим для построения характеристик указанных в задании.

8) Scope – Этот блок позволяет в ходе моделирования наблюдать графики процессов, кото­рые интересуют исследователя, в отличие от блока XYGraph, отображает графики только в зависимости входной величины от времени.