Расчёт переходной характеристики для контура регулирования скорости при его настройке на то
Вектор коэффициентов характеристического полинома и сам характеристический полином для контура регулирования скорости при его настройке на ТО:
Производная от характеристического полинома, числитель передаточной функции, корни характеристического уравнения для синтезированного контура регулирования скорости:
Задающее напряжение для контура регулирования скорости (В):
Переходная характеристика контура регулирования скорости при его настройке на ТО:
Рисунок 3.7 – Переходная характеристика контура, настроенного на ТО
Время, соответствующее максимуму переходной характеристики для контура регулирования скорости при его настройке на ТО, с:
Максимальное значение скорости (рад/с) и перерегулирования (%):
Время переходного процесса в контуре регулирования скорости (с) при его настройке на ТО:
Механическая характеристика после проведения коррекции(синтеза) представлена на рисунке 3.8.
Рисунок 3.8 МХ после синтеза.
Таким образом, полученные характеристики несколько отличаются от характеристик систем, точно настроенных на ТО. В частности, запас устойчивости по амплитуде не является бесконечным, а составляет около 12,6 дБ, запас устойчивости по фазе примерно на 5,5° меньше, чем при точной настройке на ТО. Перерегулирование превысило 5 % и составило около 7,8 %, вследствие чего увеличилось время переходного процесса в контуре регулирования скорости (tпп ≈ 0,745 с), однако оно все равно удовлетворяет требованию ТЗ, в соответствии с которым tпп = 0,8 с.
Поскольку регуляторы момента и скорости содержат в своих структурах интегрирующие звенья, каждый из контуров регулирования в ЭМС стал астатическим.
4 Электронное моделирование нескорректированного контура регулирования скорости по его структурной схеме
В соответствии с техническим заданием, требуется провести электронное моделирование нескорректированного контура регулирования скорости.
Рисунок 4.1 - Структурная схема.
Запишем передаточные функции:
Звено Wп1(p) можно представить, как последовательное соединение интегрирующего звена и инерционного со следующими параметрами:
Интегрирующее звено:
Инерционное звено:
Инерционное
звено
:
Интегрирующее звено
Форсирующее
звено
Параметры остальных резисторов R1=R2=R3=R4=100 кОм.
4.1 Моделирование в asimec
Рисунок
4.2 – Схема в ASIMEC
а
б
Рисунок 4.3 – Осциллограмма переходной характеристики по задающему воздействию
Оценим полученные результаты согласно осциллограмме, на рисунке 4.3, а, максимальное значение входного напряжения, его установившееся значение, время переходного процесса(б):
Относительная погрешность моделирования:
- перерегулирования:
- времени переходного процесса:
что демонстрирует практически полную адекватность модели объекту моделирования.
5 Выводы по результатам проведённых исследований
Проведённые исследования показали, что:
- при настройке каждого из контуров ЭМС удалось обеспечить ее заданной
быстродействие (время переходного процесса в синтезированной ЭМС
составило около 0,256 с), подчиненное регулирование и астатизм первого
порядка для каждого из контуров регулирования;
- результаты расчетов подтверждены электронным моделированием
синтезированного контура регулирования скорости двигателя, погрешность
моделирования не превысила 0,9 %.