3.3 Статические и динамические показатели систем эп
При решении задач оптимального проектирования рассчитываются зависимости ограничений от каждого из варьируемых параметров и определяется область возможной реализации. При линейной зависимости оптимальное решение всегда находится на одной из вершин, т.е. в точке, соответствующей совпадению ограничений. Вывод: проектирование нужно проводить по предельным условиям эксплуатации, а не по номинальной точке.
Технические ограничения можно разделить на два класса:
статические.
динамические.
Статические показатели удобно представлять в виде желаемой механической и электромеханической характеристики ЭП.
1
Реверс.
2 Наличие торможения вперед и назад.
3 Диапазон регулирования:
- скорости
Dω↑
=
=
,
Dω↓
=
- диапазон изменения момента:
4 Статическая точность поддержания скорости или момента.
∆ωС1
=
%
Относительное отклонение скорости оговаривается по отношению к каждому из возможных возмущений (нагрузка, напряжение питания, температура), дополнительно приводится суммарная погрешность.
Динамические показатели
Описывают качество переходных процессов в системе.
Рассчитываются и оцениваются при ступенчатом входном воздействии.
1 Максимальное отклонение или динамическая ошибка регулирования – определяется в относительных единицах. За базу принимается минимальное или номинальное значение.
2 Установившееся отклонение ωу (установившаяся ошибка).
3 Перерегулирование
σ =
%
4 Время достижения максимума tm.
5 Время переходного процесса tпп.
Временные параметры определяются по входу сигнала в 5% коридор относительно установившегося или псевдоустановившегося значения (вынужденная составляющая переходного процесса).
При сложном переходном процессе выделяется свободная составляющая sin с затуханием по экспоненте и вынужденная.
Временные показатели определяются по 5% коридору относительно максимального значения вынужденной составляющей.
Частота колебаний соответствует частоте среза контура регулирования.
tm
=
, ωс
– частота среза, когда контурный
коэффициент передачи равен 1.
tпп
=
6 Число колебаний m
m
=
Число колебаний определяется числом полупериодов. В замкнутых системах регулирования число колебаний и перерегулирование зависят от запаса устойчивости по фазе.
3.4 Разработка структурных схем с использованием графов
Граф – графическое представление взаимосвязей переменной в системе.
В вершинах (или узлах) изображаются переменные. Стрелками показывается направление взаимодействия. Над стрелками располагаются постоянные величины, влияющие на взаимосвязь.
Построение графа – разработка системы обозначений и допущений, принятых в расчете.
П
ример:
ДПТ НВ
кФ = const ОВ: Индуктивность – отношение изменения потока к изменению тока возбуждения. Чем быстрее скорость, тем больше нагрузка.
Построенный граф позволяет выделить парные взаимосвязи переменных, определить общую структуру системы, исключить промежуточные переменные.
IB
=
Na – число активных проводников
а – число ветвей
Для упрощения рассмотрим режим работы с постоянным потоком.
UB, IB, kФ – не изменяются.
Т
огда
получим:
По упрощенному графу составляется структурная схема – определяются передаточные функции между парными взаимодействиями и уравнения для узлов.
Uя – Ед = ∆ Uя в двигательном режиме
М
– Мст
= Мдин
М =
=
р - операторная форма записи
ω =
Ед = кФω
На структурной схеме переменные обозначаются стрелками, взаимосвязи – прямоугольниками.
Wяц
=
, Тя
=
,
кя
=
;
