3 Розрахунок параметрів астатичної за навантаженням системи регулювання швидкостi
4.1 Розрахунок двигуна
;
;
;
;
4.2 Розрахунок тиристорного перетворювача
;
;
;
.
4.3 Розрахунок регулятора струму
;
;
;
.
4.4 Розрахунок датчика струму
.
4.5 Розрахунок регулятора швидкості
;
;
;
.
4.6 Розрахунок датчика швидкості
.
4.7 Розрахунок задавача інтенсивності
;
;
.
4.8 Розрахунок фільтра в каналі завдання
;
;
.
4.9 Розрахунок датчика динамічного струму
а) із реальним диференціюванням швидкості
.
4.10 Розрахунок датчика статичного моменту
.
4 Імітаційне моделювання
4.1 Моделюваня схем
В якості середовища для модеолювання обираємо MatLAB R2012b.
Моделюємо схеми відповідно до завдання та обираємо одну для введення нелінійності та дискретного фільтра.
Схеми 1.1,1.2,1.4:
Рисунок 4.1 – Схеми відповідно до завдання
Перехідні процеси для схем:
Рисунок 1.2 – Перехідний процес схеми 1.1
Рисунок 1.3 – Перехідний процес схеми 1.2
Рисунок 1.3 – Перехідний процес схеми 1.4
Для подальшого дослідження нелінійної та цифрової системи обираємо схему 1.2 за простоту її модифікування.
4.2 Дослідження нелінійної та дискретної схем
Моделюємо перехідний процес лінійної системи. Схема та перехіднйи процес наведені на рисунках 2.1 та 2.2 відповідно.
Рисунок 2.1 – Схема лінійної САУ
Рисунок 2.2 – Перехідний процес лінійної САУ
Вводимо нелінійсть в систему(рис. 2.3):
Рисунок 2.3 – Введення нелінійного елементу у систему
Моделюємо перехідний процес нелінійної системи. Схема та перехіднйи процес наведені на рисунках 2.4 та 2.5 відповідно.
Рисунок 2.4 – Схема нелінійної САУ
Рисунок 2.5 – Перехідний процес нелінійної САУ
Досліджуємо на стійкість дану систему:
h2=tf(1,[1,0])
h3=tf(1,[0.1,1])
h4=tf(1525/440,[4.982 1])
h5=tf(1,[0.03215 1])
h6=tf(0.5*1525/440,[4.982 1])
h7=tf(1,[0.03215 1])
h8=tf(1,[0.1 1])
hz=tf((h2*h3*h4*h5*h6*h7)/h8)
num=[0.6006 6.006];
dem=[0.002565 0.1863 4.152 26.46 10.13 1 0];
freqs(num,dem);
figure(1);
h=tf(num,dem);
figure(2);
nyquist(h);
hzz=c2d(hz,0.1,'tustin')
grid;
hz =
0.6006 s + 6.006
-----------------------------------------------------------------
0.002565 s^6 + 0.1863 s^5 + 4.152 s^4 + 26.46 s^3 + 10.13 s^2 + s
Виводимо АЧХ та ФЧХ:
Рисунок 2.6 – АЧХ та ФЧХ нелінійної САУ
Рисунок 2.7 – АФЧХ нелінійної системи
Оскільки, графік нашої діаграми Попова охоплює точку з координатами
(-1; j0) значить наша система є стійкою.
Розраховуєм цифровий фільтр для системи:
h2=tf(1,[1,0])
h3=tf(1,[0.1,1])
h4=tf(1525/440,[4.982 1])
h5=tf(1,[0.03215 1])
h6=tf(0.5*1525/440,[4.982 1])
h7=tf(1,[0.03215 1])
h8=tf(1,[0.1 1])
hz=tf((h2*h3*h4*h5*h6*h7)/h8)
hzz=c2d(hz,0.1,'tustin')
grid;
hzz =
2.098e-05 z^6 + 5.126e-05 z^5 + 9.153e-05 z^4 + 7.323e-05 z^3 + 2.831e-05 z^2 - 7.323e-06 z - 3.661e-06
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
z^6 - 2.859 z^5 + 2.524 z^4 - 0.3916 z^3 - 0.3359 z^2 + 0.04783 z + 0.01512
Моделюємо перехідний процес системи з цифровим фільтром. Схема та перехіднйи процес наведені на рисунках 2.6 та 2.7 відповідно.
Рисунок 2.8 – Сеха системи з цифровим регулятором
Рисунок 2.9 – Перехідний процес системи з цифровим регулятором
ВИСНОВОК
В процесі виконання цієї курсової роботи була синтезована система регулювання електроприводом постійного струму.У якості РС та РШ служить ПІ–регулятор. Система працює від ЗІ. Була оцінена динаміка КРС і КРШ, а також усієї САК при роботі від ЗІ. Була виконана реалізація РС та РШ, а також ЗІ на операційних підсилювачах.
Було спроектовано контур регулювання струму та підібрана стала часу контура. Також, було спроектовано контур регулювання швидкості. Враховуючи параметри завдання було розроблено регулятор швидкості. Було досліджено вплив інерційного зворотнього зв`язку на перехідні параметри контура регулювання швидкості.
Для реалізації однакового темпу розгону та сповільнення двигуна на вхід контура регулювання швидкості було встановлено задавач інтесивності, який формує сигнал трапецієдальної форми. Також було разроховано сталу часу задавача.