Министерство образования и науки РФ ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Институт ядерной энергетики (филиал) ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» в г. Сосновый Бор

Расчётно-графическая работа

Дисциплина: Теория управления

Тема: Расчет системы электропривода постоянного тока с полупроводниковыми преобразователями

Вариант №24

Выполнил студент гр. В4297/1: Полонский М.В.

(подпись)

Проверил проф.: Серов А.Е.

(подпись)

«» 2014 г.

Сосновый Бор

2014

СОДЕРЖАНИЕ

1. ЗАДАНИЕ 4

2. ТРЕБУЕТСЯ 5

3. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 6

3.1. Функциональная схема управления электроприводом постоянного тока с тремя обратными связями: по U, по I, по . 6

3.2. Структурная схема и расчет параметров ее отдельных элементов 6

3.2.1. Передаточная функция регулятора. Расчет передаточной функции регулятора 6

3.2.2. Передаточная функция двигателя. Расчет передаточной функции регулятора 7

3.3 Расчет полной структурной схемы 9

3.3.1Преобразование полной структурной схемы. 9

3.3.1.1 Охват ТП отрицательной обратной связью (по напряжению): 9

3.3.1.2 Последовательное соединение звеньев и: 10

3.3.1.3 Охват обратной связью по току : 10

3.3.1.4 Сложение двух параллельных обратных связей: 10

3.3.1.5 Перенос сумматора и нахождение управляющей функции замкнутой системы по управлению: 11

3.3.2 Операторная передаточная функция замкнутой и разомкнутой системы по управлению: 11

3.3.3 Операторная передаточная функция замкнутой системы по возмущению: 13

3.4 Перерегулирование по управлению 13

3.5 Быстродействие системы (Время переходного процесса). 14

3.6Статическое падение скорости в разомкнутой и замкнутой системе 16

3.6.1 Статические характеристики 16

3.7 Проверка быстродействия системы. График. 17

3.8 Расчеты с использованием «MatLab» 19

3.8.1. Задание полученных значений коэффициентов b0,a0-a3, d0- d3;с0-с2. Определение передаточной функции разомкнутой и замкнутой (по управлению и возмущению) 19

3.8.2.определение нулей и полюса замкнутой (по управлению и возмущению) системы {команда: “zpk(Wzam)”} 22

3.8.3.найти поле нулей и полюсов замкнутой системы по управлению и возмущению 23

{команда: “[p,z]= pzmap(Wzam)”}; 23

3.8.4. построить годограф Найквиста и сделать вывод об устойчивости исходной системы {команда: “ nyquist(Wraz)”} 24

3.8.5 определить характеристики Боде, частоты среза и автоколебаний { команда: “ margin(Wraz)”}; 25

3.8.6. График переходных процессов Ω=f(t) ,команды: t=[0: 0.001: 1]; [Ω,t]=step(Wzam*Uzad,t); plot(t,Ω),gridи t=[0: 0.001: 1]; [Ω,t]=step(Wraz*Ia,t); plot(t,Ω),grid. 27

3.9. Моделирование системы в SIMULINK 28

3.9.1. Моделирование по схеме и по передаточной функции. Сравнение графиков переходных процессов 28

3.9.2.Частотные характеристики с использованием линейного анализа в SIMULINK 30

3.9.2.1Годограф Найквиста 30

3.9.2.2 Характеристика Боде 31

3.9.3 График переходного процесса: Ω=f(t) при управлении и возмущении. 32

3.9.4. Проанализировать максимальные значения напряжения, тока и скорости и ввести соответствующие ограничения. Построить соответствующие графики . 33