Теория автоматического управления.-4
.pdf
|
|
21 |
|
|
|
что, несмотря на размыкание обратной связи по скорости, кон- |
|||||
тур все равно оказывается замкнутым по скорости. |
|||||
Uз |
Uзм |
|
|
Mс |
|
Wп(p) |
Wд1(p) |
M |
|
||
|
Wд2(p) |
||||
|
Uос |
Wом(p) |
|
|
|
|
Wоc(p) |
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
а |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
Uзм |
Wп(p) |
Mс |
|
||
W |
(p) |
M |
|
||
|
W (p) |
Wд2(p) |
|||
|
п |
д1 |
|
|
|
|
Uом |
Wом(p) |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
б |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
Wп(p) |
Mс |
|
|
Uз |
W |
(p) |
M |
|
|
|
W (p) |
Wд2(p) |
|||
|
п |
д1 |
|
|
|
|
Uос |
Wоc(p) |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
в |
|
|
Рис. 4.1. Структурные схемы для анализа ЭМС без |
|||||
|
компенсационных обратных связей (а), контура |
||||
|
регулирования момента (б) и скорости (в) |
||||
По схеме, приведённой на рис. 4.1, б получим передаточные |
|||||
функции |
для контура регулирования момента |
по задающему |
|||
Wзg,м(p) |
и возмущающему воздействиям Wзf,м(p) |
с учётом того |
|||
что Kд1Kд2 1, далее положим в них |
p 0: |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wп ( p)Wд1( p)Wд2 ( p) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wзg,м ( p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 Wп ( p)Wд1( p)Wом |
( p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Wп ( p)Wд1 |
( p)Wд2 ( p) |
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 Wп ( p)Wд1( p)Wом ( p) Wп ( p) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wп ( p)Wд1( p)Wд2 ( p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 Wп ( p)Wд1( p)Wом |
( p) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wд1( p)Wд2 ( p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 Wп ( p)Wд1( p)Wом ( p) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kп |
C |
|
|
|
|
Kд1 |
|
|
|
|
Kд2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tп p 1 Tэ p 1 Tм p |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
Kп |
|
|
C |
|
|
|
Kд1 |
|
|
Kд2 |
|
|
|
|
|
|
|
Kом |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Tп p 1 Tэ p 1 Tм p Tом p 1 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kд1 |
|
|
Kд2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tм p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Tэ p 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kд1 |
|
|
|
|
Kд2 |
|
|
|
|
Kом |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tэ p 1 Tм p Tом p 1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kп |
C |
|
T |
|
p 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|||||
|
aм4 p4 aм3 p3 aм2 p2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
aм1 p aм0 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
где a |
1, a |
T |
T |
T |
1 |
|
KпKд1Kом |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
м0 |
м1 |
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
ом |
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
aм2 Tп Tэ Tом Tм TпTом , aм3 Tп Tэ Tом TэTом Tм ,
aм4 TпTэTмTом .
Wзg,м(0) Kп .
C
23
|
Wзg,f (p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wд2(p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
1 |
|
|
|
Wд1(p)Wд2(p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 Wп(p)Wд1(p)Wом(p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kд2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tм p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kд1 |
|
|
Kд2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
Tэ p 1 Tм p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kд1 |
|
|
|
Kп |
|
|
|
|
|
|
Kом |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tэ p 1 Tп p 1 Tом p 1 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
K |
д2 |
T p 1 T p 1 T p 1 |
KпKд1Kом |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ом |
|
|
|
|
|
|
э |
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
p4 a |
|
p3 |
a |
|
|
p2 a |
p a |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м4 |
|
|
|
|
|
м3 |
|
|
|
|
|
|
м2 |
|
|
|
|
|
|
м1 |
|
|
|
|
м0 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
W |
(0) K |
д2 |
1 |
KпKд1Kом |
|
|
K |
д2 |
|
KпKом |
. |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
зg,f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Уравнение механической характеристики на участке рабо- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ты контура регулирования момента будет иметь вид |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
M UзмWзg,м(0) MWзg,f (0) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
п |
K |
ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.1) |
||||||
|
|
|
|
|
Uзм |
|
|
|
M |
Kд2 |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
При пусковом моменте |
M Mп |
|
2,5Mн |
скорость ЭМС |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|
|
и |
|
|
|
|
уравнение |
|
|
|
|
(4.1) |
|
|
|
|
|
приобретает |
|
вид |
||||||||||||||||||||||||
|
|
K |
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
п |
K |
ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Uзм |
|
|
Mп |
Kд2 |
|
|
|
|
0, |
отсюда задающее воздействие |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
C |
|
|
|
C |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
для контура регулирования момента рассчитывается по формуле
|
Kд2 |
|
K |
п |
K |
ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
K |
|
C K |
|
K |
|
|
||||||
|
|
C |
|
д2 |
п |
ом |
||||||||||||
Uзм Mп |
|
|
|
|
|
|
|
|
Mп |
|
|
|
. (4.2) |
|||||
|
|
Kп |
|
|
|
|
|
|
Kп |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Теперь в структуре по рис. 4.1, а разомкнем обратную связь по моменту и так же перенесем сумматор, к которому
24
подводится единичная обратная связь по скорости , охватывающая звенья с передаточными функциями Wд1(p) и Wд2(p) .
В этом случае получится структура, приведенная на рис. 4.1. в. Здесь обратная связь по скорости складывается из двух параллельных ветвей, т.е.
W |
(p) |
1 |
W (p) |
Tпp 1 |
|
Kос |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
ос,экв |
W (p) |
ос |
|
|
Kп |
T p 1 |
|
|
||||||||
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
ос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
C |
T p 1 T p 1 |
|
Kп |
K |
|
|||||||
|
|
|
|
ос |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
п |
ос |
|
|
C |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||
|
|
|
|
|
|
|
Kп Tос p 1 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Получим передаточные функции для контура регулирования скорости (рис. 4.1, в) по задающему Wзg, (p) и возмущаю-
щему воздействиям Wзf, (p) также с учётом того что Kд1Kд2 1 и далее положим в них p 0:
|
|
Wзg, |
(p) |
|
|
|
|
Wп (p) Wд1(p) Wд2(p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
1 Wп(p) Wд1(p) Wд2 (p) Wос,экв(p) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kп |
|
|
|
|
Kд1 |
|
|
Kд2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tп p 1 Tэ p 1 Tм p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 Tос p 1 |
|
п |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
Kп |
|
|
|
Kд1 |
|
|
K |
|
|
C |
Tп p |
|
|
Kос |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
C |
|
|
|
|
д2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kп Tос p 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
Tп p 1 Tэ p 1 Tм p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kп |
С |
|
T |
p 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kп |
|
|
|
|
|||||
|
T p T p 1 T p 1 T p 1 |
T p 1 T p 1 |
K |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
м |
э |
п |
|
ос |
|
|
|
|
|
|
п |
ос |
|
|
|
C |
|
|
|
|
ос |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
|
(0) |
|
|
|
С |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зg, |
|
|
|
|
1 |
Kп |
Kос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Wзf, (p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wд2 |
(p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 Wп(p) Wд1(p) Wд2(p) Wос,экв(p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kд2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tм p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
T p 1 T p 1 |
п |
K |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ос |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kд1 |
|
|
|
Kд2 |
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
ос |
C |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kп Tос p 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
Tп p 1 Tэ p 1 Tм p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kд2 Tэ p 1 Tп p 1 Tос p 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||||||||||||||||||||||
|
T p T p 1 T p 1 T p 1 T p 1 T p 1 |
Kп |
K |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
ос |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
м |
э |
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
ос |
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
ос |
|
|
|
|
C |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
(0) |
|
|
|
Kд2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зf, |
|
|
|
1 |
Kп |
Kос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Уравнение механической характеристики на участке рабо- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ты контура регулирования скорости будет иметь вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
M Uз Wзg, (0) MWзf, (0) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kп |
|
|
|
|
|
|
|
|
Kд2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.3) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Uз |
|
|
|
|
|
|
|
С |
M |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Kп |
Kос |
|
|
|
|
1 |
Kп |
Kос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
При |
M 0 |
|
|
на выходе ЭМС будет иметь место скорость |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
холостого хода, |
т.е. |
0 , и уравнение (4.3) приобретает вид |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Kп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
U |
з |
|
|
|
С |
,, отсюда задающее воздействие для конту- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
Kп |
Kос |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ра регулирования скорости рассчитывается по формуле |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Kп |
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Uз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
Kос . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.4) |
||||||||||||
|
Kп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kп |
|
|
|
|
Kп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Kос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
1 |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Kп |
Kос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
26
Выражения (4.1), (4.3) представляют собой уравнения спадающих и пересекающихся между собой прямых. Момент отсечки Mотс , соответствующий точке пересечения этих прямых, находится путём приравнивания уравнений (4.1) и (4.3) друг другу при M Mотс , то есть
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
K K |
|
|
|
|
|
|
|
Kп |
|
|
|
|
K |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Uзм |
|
п |
|
Mотс |
Kд2 |
|
п |
|
ом |
|
|
Uз |
|
|
|
Mотс |
|
д2 |
|
, |
|||||||||||||
C |
C |
|
|
|
K |
|
|
K |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
п |
K |
1 |
п |
K |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
ос |
|
|
C |
ос |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
U |
зм |
1 |
KпKос |
U |
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Mотс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.5) |
|||||||||
|
|
K |
K K |
1 |
KпKос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
д2 ос |
|
|
ом |
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
На |
рис. |
|
|
4.2 |
изображена |
механическая |
характеристика |
||||||||||||||||||||||||
(МХ), соответствующая структуре, приведённой на рис. 4.1, а, и построенная по формулам (4.1) – (4.5). Участок 1 на ней соответствует работе контура регулирования момента при Koc 0,
Koм 0, а участок 2 – работе контура регулирования скорости
при |
Koм 0, Koc 0. Под действием номинального момента |
|
Mн |
скорость холостого хода двигателя 0 |
уменьшается на ве- |
личину до номинальной скорости н , |
а моменту отсечки |
|
соответствует скорость отс . |
|
|
|
Рассмотрим системы с компенсационными положитель- |
|
ными обратными связями, введение которых позволяет улучшить механическую характеристику ЭМС, приблизив ее к идеальной.
На рис. 4.3 приведена структурная схема системы (вариант 2), в которой, благодаря положительной обратной связи, осуществляется компенсация влияния момента на скорость. Рассмотрим подробно влияние этой положительной обратной связи.
|
27 |
|
|
0 |
|
2 |
|
н |
|
отс |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
0 |
|
Mн |
|
Mп |
|
Mотс |
||
|
|
|
|
|||||
|
|
|||||||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.2. МХ системы без компенсационных обратных связей
Uз |
Uзм |
|
|
M |
Mc |
(p) |
W (p) |
W |
(p) |
W |
|||
|
п |
д1 |
|
|
д2 |
|
|
Uом |
Kкм |
|
|
|
|
|
Wом(p) |
|
|
|
||
|
Uос |
|
|
|
||
|
Wоc(p) |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
Рис. 4.3. Структурная схема ЭМС с компенсацией влияния момента на скорость
M
Uз 
U Wп(p) 0 
Wд1(p)
Uкм
Kкм
Рис. 4.4. Компенсационная обратная связь к коэффициентом передачи Kкм
28
На рис. 4.4 приведена структурная схема, на которой звенья с передаточными функциями Wп(p) и Wд1(p) охвачены по-
ложительной обратной связью с коэффициентом передачи Kкм . Получим эквивалентную передаточную функцию по воз-
мущающему воздействию системы, приведённой на рис. 4.4:
|
|
|
Wд1(p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kд1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Wз,f |
(p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tэ p 1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1 Wп (p)Wд1(p)Kкм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kд1 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
1 |
|
|
C |
|
|
|
|
K |
км |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T p 1 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T p 1 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kд1(Tп p 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|||||||||
|
T T p2 |
T T p 1 |
Kп |
K |
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
п э |
п э |
|
|
|
|
C |
|
|
|
д1 |
|
км |
|
|
|
|||||||||||
В статическом режиме работы, т. е. при p 0 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
W |
(0) |
M |
|
|
|
|
|
|
|
Kд1 |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
зf |
|
|
1 Kп |
|
|
K |
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
С |
д1 |
км |
|
|
|
|||||||||||||||||||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
C Kп Kд1 Kкм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
M |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Kп Kд1
На рис. 4.5 изображен участок механической характеристики ЭМС, соответствующий работе контура регулирования скорости. Вид этого участка будет зависеть от величины коэффициента передачи Kкм . При Kкм 0 (линия 1 на рис. 4.5) компенсационная связь отключена и скорость стабилизируется с
максимальным |
отклонением |
|
|
|
|
|
M C |
. При |
||
|
|
|||||||||
|
|
|
1 |
|
0 |
1 |
|
Kп Kд1 |
||
Kкм |
C |
(линия 2 |
на |
рис. |
4.5) отклонение |
|||||
Kп Kд1 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 0 2 1 0, т. е. полной компенсации влияния мо-
мента на скорость нет (недокомпенсация). При Kкм C Kп Kд1
(линия 3 на рис. 4.5) отклонение 0 и происходит полная
|
|
|
|
29 |
|
|
компенсация |
влияния |
момента нагрузки на |
скорость, т.е. |
|||
0 . При |
Kкм |
|
C |
(линия 4 на рис. |
4.5) скорость |
|
Kп Kд1 |
||||||
|
|
|
|
|||
двигателя с увеличением момента возрастает 0 3 0 и происходит перекомпенсация влияния момента нагрузки на скорость.
|
|
|
4 3 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|||
1
M
Рис. 4.5. Пояснения к действию компенсации влияния момента на скорость
В курсовом проекте принимается полн ая компенсация
влияния момента на скорость, то есть Kкм |
C |
, |
и струк- |
|||||||||
Kп Kд1 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
тура, приведенная |
на рис. 4.4, эквивалентируется |
звеном |
||||||||||
(рис. 4.6) с передаточной функцией |
|
|
|
|||||||||
Wп'(p) |
Kп |
С |
K |
д1 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
, |
|
|
(4.6) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где |
|
|
T p(Tп p 1) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
T Tп Tэ , |
|
|
|
|
|
|
(4.7) |
|||||
T |
Tп Tэ |
. |
|
|
|
|
|
|
(4.8) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
п |
T |
T |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
п |
|
э |
|
|
|
|
|
|
|
||
Таким образом, рассмотренная положительная обратная связь приводит к структурным изменениям в ЭМС, если
|
|
30 |
|
Kкм |
C |
. В этом случае в структуре появляется интегри- |
|
Kп Kд1 |
|||
|
|
рующее звено, включенное между точками приложения задающего и возмущающего воздействий. Поэтому система относительно скорости двигателя становится а с та т ич ес к ой и происходит полная компенсация влияния момента нагрузки на скорость.
Uз |
|
Kп С Kд1 |
|
M |
|
|
T p(Tп p 1) |
|
|
Рис. 4.6. Звено, эквивалентное структуре, изображенной на рис. 4.4
Описанная компенсационная связь должна работать только с контуром регулирования скорости. Но, поскольку она не оказывает серьезного влияния на работу контура регулирования момента, то, для упрощения процесса синтеза корректирующих устройств, будем считать ее постоянно включенной.
Таким образом, если в структуре ЭМС задана компенсация влияния момента на скорость, то она полна я и пост о - янн о вк лю ч енна я.
Таким образом, рассмотренная положительная обратная связь приводит к структурным изменениям в ЭМС, если
C
Kп Kд1
рующее звено, включенное между точками приложения задающего и возмущающего воздействий. Поэтому система относительно скорости двигателя становится а с та т ич ес к ой и происходит полная компенсация влияния момента нагрузки на скорость.
Описанная компенсационная связь должна работать только с контуром регулирования скорости. Но, поскольку она не оказывает серьезного влияния на работу контура регулирования момента, то, для упрощения процесса синтеза корректирующих устройств, будем считать ее постоянно включенной.