4.8.2. Выбор корректирующего устройства
По передаточной функции корректирующего устройства выбирают наиболее простой способ его реализации. Определяют параметры КУ по сопрягающим частотам и уточняют его ЛАЧХ. Если точную ЛАЧХ КУ отыскать не удается, необходимо использовать комбинацию из нескольких имеющихся схем КУ или выбрать наиболее близкую по форме.
Строят окончательную ЛАЧХ скорректированной системы с учетом ЛАЧХ реального КУ и определяют ее показатели качества по следующим формулам:
время переходного процесса из (4.56):
t
=
;
(4.57)
время достижения максимума:
t
=
;
(4.58)
запас устойчивости по фазе:
,
(4.59)
где k – число интегрирующих звеньев; i – частоты сопряжений, причем если они находятся справа от частоты среза с, то берется знак минус, если слева – знак плюс;
перерегулирование:
. (4.60)
При выборе КУ систем электропривода с УВП следует стремиться к реализации последовательных дифференцирующего или интегро-дифференцирующего устройств. Такая возможность обусловливается малой мощностью управления УВП, и реализация КУ возможна как с помощью пассивных, так и активных корректирующих элементов.
Если реализация последовательного КУ сложная или затруднительная, то по методике рассчитывают параллельные КУ, которые включают в обратные связи, охватывающие часть основных звеньев системы, либо производят замену одного сложного последовательного КУ двумя звеньями –последовательным и параллельным по формулам преобразования.
4.9. Моделирование и анализ переходных процессов в замкнутой системе тп – д с суммирующим усилителем
Для
получения переходных процессов в
замкнутой системе ТП – Д
с суммирующим
усилителем по полученной структурной
схеме (рис. 4.1–4.4) набирают модель в
программе Simulink
или Sim
Power
System
(рис. 4.9). Проводят анализ ее работоспособности
в режимах пуска, реверса, наброса
нагрузки, а также соответствия требованиям,
приведенным в задании. Исследуют влияние
на качество переходных процессов в
СУЭП, изменение величин коэффициентов
усилителя K
,
обратных связей K
,
K
,
K
.
Анализируется степень влияния
корректирующего звена.
Рис. 4.9. Модель системы ТП-Д с суммирующим усилителем в Simulink
Если рассчитанная система управления электроприводом соответствует
требуемой, то по ее структурной схеме разрабатывают функциональную или принципиальную схему СУЭП.
4.10. Расчет элементов систем управления с суммирующим усилителем
4.10.1. Функциональная схема управления с комбинированными обратными связями
Функциональная схема системы управления с суммирующим усилителем при условном действии всех обратных связей приведена на рис. 4.10.
Рассчитывают элементы схемы для конкретной, выбранной в пп. 4.2–4.6 системы управления. При этом обратные связи, отсутствующие в выбранной системе, при расчете схемы (рис. 4.10) отключают.
Рис. 4.10. Функциональная схема СУЭП
Исходными
данными для расчета элементов СУЭП с
суммирующим усилителем AW
являются: коэффициенты обратных связей
K
,
K
,
K
,
K
и
коэффициент усиления K
.
4.10.2. Расчет цепи обратной связи по скорости
Схема обратной связи по скорости приведена на рис. 4.10.
На
основе указанных данных необходимо
рассчитать значения R
,
R
,
R
,
R
и R
.
Рассчитанное ранее (4.7) значение определяется для схемы (рис. 4.10) формулой
,
(4.61)
где
K
= U
/ω
– номинальный коэффициент передачи
тахогенератора BR
(справочные данные); K
= R2(
R
+
R
)
– коэффициент передачи делителя; K
=
1 – начальный
коэффициент передачи усилителя в цепи
обратной связи по скорости.
Так
как
,
и
K
известны, то K
=
K
/
K
K
.
При этом суммарное сопротивление R
+
R
выбирают по допустимой нагрузке
тахогенератора. Задаваясь R
с учетом K
,
определяем R
.
Сопротивления
R
и R
выбирают исходя из условия равенства
токов на выходе усилителя AW
от напряжения задания и обратной связи
при
U
=
и U
=
U
,
т. е.
,
(4.62)
где
=
;
= 10 В (системы УБСР – АИ, ЧПУ).
Задаваясь R = 10–100 кОм, определим R из уравнения (4.62):
.
(4.63)
Коэффициент усиления промежуточного усилителя:
,
(4.64)
откуда при известных K и R получаем
,
(4.65)