Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Корытин А.М. Синтез автоматизированного электропривода на аналоговых и цифровых вычислительных машинах

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.72 Mб
Скачать

лйтеля весьма ограничена и может быть осуществлен лишь их приближенный подбор по сравнению с синтези­ рованными характеристиками, то не следует исключать возможность изменения общей характеристики ип{и"в) за счет введения нелинейности и3.п(и"в). Данные для выбора этой нелинейности дают зависимости

из.а = и'а(и

7t)-\rTa-~-

; 1

(3-25)

u \

= f(t).

S

 

При известном промежуточном усилителе задача син­ теза сводится к расчету параметров цепей промежуточ­ ных и автономных обратных связей. Для рассматривае­ мой схемы алгоритм синтеза будет иметь вид:

" 'об (0 =

- «э.п (""в) + "'п ("н) +

Т

(«я) -|г~

(3-26)

+

«а.и ("и) + "т.п ( 4 # 0 ) +

 

 

 

 

U" о6 =

f(t).

 

 

 

При записи алгоритма

аналогично (3-5)

вводятся

обобщенный сигнал управления и обобщенная

выходная

координата. На рис. 3-20 показана

схема модели для син­

теза, построенная по (3-26). Она не требует сложных коммутаций для перехода к синтезу по любому из алго­ ритмов (3-24), (3-25) или (3-26). Отключив, например, от входа выходного сумматора все каналы и подав «а

21'

и"в,

а выход блока

дифференцирования

соединив

с

k\k

через инвертор,

можно реализовать

алгоритм

(3-24). Исключая из цепи выхода блока дифференциро­ вания инвертор, отключая 21' и включая 12, набираем схему по (3-25). Сигнал u"B(t,) в данном случае заменя­ ет «"об-

Для синтеза параметров любого канала усиления до­ статочно отключить соответствующую цепь от входа сумматора. Сигнал с его выхода подается на канал для отработки заданной динамической характеристики. Обоб­ щенная координата заменяется переменной, подведенной ко всей цепи управления. Так, для расчета внешнего ре­ зистора цепи управления в функции тока нагрузки необ­ ходимо отключить блок 20. На выходе сумматора при этом образуется «т.п(Ч)- Обобщенная координата заме­

ни

няется на

inRo=f(t).

По аналогии можно Получить за­

висимости

и3лх(и"ъ),

иг.„(и"тя)

и Ыа.пС"и).

Расчет масштабных коэффициентов многих узлов ничем практи­ чески не отличается от расчета коэффициентов при синтезе параме­ тров входного усилителя. На схемах рис. 3-19 и 3-20 отличающиеся масштабные коэффициенты помечены штрихами, а нелинейные бло­ ки — индексами «а».

15 Тп(ии)

Рис. 3-20. Структурная схема модели для

синтеза парамет­

ров

промежуточного

усилителя.

 

В

схему рис. 3-20

введен дополнительный

нелинейный блок 15,

позволяющий выполнить синтез при постоянной времени, зависимой

от переменной

цв .

Настройка

этого

блока осуществляется

ло

татяив.м

(так

же,

как и блоков

3, 4),

поэтому А'із=і1. Модель

на­

страивается таким образом, чтобы максимум долевой постоянной времени, равный единице, соответствовал 100 В, тогда А"із=1-

Для модели, собранной по схемам рис. 3-2,а и б, записывается «МО, определяется максимум ее производной

mtTB.N

и вычисляется

100

т т

mtTB,„ {-ÔTJ^

После этого определяется к'"і3 = т'"із — для блока дифференци­ рования .рис. 2-16 либо коэффициент, равный 10Тп.м>п'"и •— для бло­ ка .рис. 2-15. Коэффициент Л'іі=та .п /'я'"із.

Нелинейный блок отличается от блока 7 входными и выход­ ными параметрами. Он настраивается «а выходное напряжение бло-

102

ка іпо максимуму,

равному 100

В, в связи с чем кгі=\. Вводя

масштаб

т 3 . п , равный

определенному по рекомендациям табл. 3-2,

получим

к'2і = 1. Все

масштабные

коэффициенты .при интеграторе

(рис. 3-19) отличаются от рассчитанных в табл. 3-3 сомножителем

І/ТѴмИсключение составляет коэффициент k'is-

 

 

 

Набираются

схема,

состоящая

из узлов,

.приведенных

на

рис.

3-2,а, б, и схема рис. 3-19, соответствующая

неизменной вели­

чине

постоянной

времени,

.равной

единице.

Для этого

точка

А

(рис. 3-19) соединяется

со

входом

28' интегратора и входом 25.

Остальная часть

схемы рис: 3-19 (блоки 29', 10а, 30', 30")

не набч-

рается. При k'zs,

равном

1/7YM, записывается

переменная

u'B (0

и

определяется ее максимальное значение. В случае отклонения макси­ мального значения более чем на 20—30% от 100 В вводится мас­

штаб тА= | Ю0/и'п.м. В точке А включается масштабный

блок с ко­

эффициентом

!

 

w

 

и производится новая запись

u'B(t). Уточняется m А.

Набирается

полная модель

по схеме рис. 3-19. Нелинейные

блоки 10а и на­

страиваются по входу в соответствии с максимумом и'в.к-

Выходная

величина блока

принимается равной '100 В,

максимум

функции

т*~ (ц 'в) увеличивается до 100 В путем введения масштаба

Коэффициенты k'n=k\t=k'30

= 1, К"ЗО='ПА,

Ьі _

-

/ ы

Остальные коэффициенты

подсчитываются согласно данным

табл. 3-2 и 3-3.

 

 

Пример 3-2. Рассмотрим

синтез

вольт-амперной характеристи­

ки нелинейного резистора, введенного в одно из плеч дифференци­ рующего моста для получения положительной автономной обратной связи, процесс управления которой протекает аналогично режиму са? мовозбуждения с .нелинейной характеристикой цепи. Такое нелиней­ ное самовозбуждение представляет собой самостоятельный интерес, как реализация дополнительных возможностей управления автомати­ зированным электроприводом, и одновременно является более слож­ ным примером определения вольт-амперных характеристик цепей управления.

Схема электропривода рольгангов приведена на рис. 3-21 и со­ ответствует структурной схеме рис. 3-1. Двигатели Ді, Дг и генера­ торы ГІ, Гч соединены по схеме восьмерки. Обмотки возбуждения

двигателей ОВДі и ОВДі подключены к источнику питания через резисторы, шунтированные контактами К.Ф. Возбуждение генерато-

103.

Рис. 3-21. Типовая схема управления вспомогательными меха, низмами прокатных станов,

ров (обмотки возбуждения ОВГ, и ОВГ2) осуществляется с помощью промежуточного ЭМУ (У). Этот усилитель имеет три обмотки управле­ ния: задающую 03, получающую питание от вводного МУ (ПМУ), об­ ратной связи по току ОТ, м. д. с. которой пропорциональна току глав­ ной цепи, гибкой обратной связи ОС, получающей питание от днф-

f,5c

 

 

 

2,9 с

 

1,2с

 

 

 

 

380В

 

 

 

380

S20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

<• \ • 5

Ii

f1

 

 

і1

1 \

2

ЗУ

7

8/

9

с

JA

370А

\

 

 

 

 

 

 

 

525А

\ 1

320А

3808

 

 

 

Рис. 3-22. Динамические характеристики.

ференцирующего моста, выполненного на обмотке возбуждения ге­ нератора ОВГ, и трех резисторах rt, т% и г3. Сиглал на задающую обмотку подается с выхода ПМУ, имеющего две обмотки управле­ ния,— задающую О З м и обратной связи по напряжению ОНы. В ре­ зультате наладки схемы были получе­ ны динамические характеристики (рис. 3-22). Схема техническим усло­ виям не удовлетворяет. Необходимо рассчитать параметры цепи нелиней­ ного самовозбуждения таким образом, чтобы время разгона и торможения укладывалось в 1 с, а время реверса не превышало 1,7—1,8 с.

Технические

данные

схемы

 

 

 

Двигатели: ДП-82, 95 кВт, 220 В,

 

 

 

470 А, 500 об/мин, приведенные махо­

 

 

 

вые моменты привода 135,2 кгс-м2 ,

 

 

 

слитка 28,9 кгс-м2 ,

МС=0,1М„.

 

 

 

Генераторы: П-142, 220 кВт, 460 В,

Рис. 3-23.

Характеристика

480

А, сопротивление цепи возбужде­

холостого

хода

генератора.

ния генератора 3,6 Ом, характеристи­

 

 

 

ка

холостого

хода

приведена на

 

 

 

рис.

3-23.

 

 

 

 

 

 

 

Промежуточный усилитель: ЭМУ-110, Ц кВт, 230 В, 47,8 А, со­

противление якоря 0,3

Ом, сопротивление компенсационной обмотки

0,178

Ом,

постоянная

времени с учетом шунтирующего сопротивле­

ния

0,79

с, постоянная

времени поперечной цепи 0,49 с;

эксперимен­

тально определены: коэффициент усиления для «агрузочной харак­ теристики с учетом влияния внутренней обратной связи 5,95, суммар­ ная постоянная времени управляющих и 'компенсационной обмоток

0,175

с,

характеристика усилителя (нагрузочная)

приведена

на

рис.

3-24,

комплект обмоток управления 110-4А:

задающая

(03)-

105

НМеет 46Ö витков, сопротивление 22,2 .Ом; обратной связи по току

(ОТ) —460

витков,

19,6

Ом; гибкой обратной связи (ОС)—230 вит­

ков, 4,9 Ом; четвертая обмотка не используется.

' -

Входной усилитель — магнитный типа БД2ТА5-230.21,

номиналь­

ный ток

нагрузки

0,55

А, номинальное сопротивление

.нагрузки

68 Ом, задающая обмотка и обмотка обратной связи по

напряже­

нию имеют

одинаковые

параметры — 700 витков, 100 Ом;

результи­

рующая постоянная времени МУ—0,02 с, характеристика МУ вход— выход приведена на .рис. 3-25.

Сопротивление шунта в якорной цепи гш =0,042 Ом, сопротивле­ ние якорной цѳпи Яо=0,'168 Ом,-электромагнитная постоянная време­ ни якорной цепи 7Л)=О,037 с, электромеханическая постоянная вре­ мени 5=0,352 с, установившееся значение э. д. с. двигателя 300 В, эквивалентная постоянная времени генератора Г * г = 0 , 1 7 8 с, коэффи­ циенты приведения сигналов к обмотке гибкой обратной связи: за­

дающей

( 0 3 ) Аз.о = 1,12, обмотки

обратной

связи по току

(ОТ)

£ т . о = 0,27; коэффициент приведения

сигнала

обратной

связи

по на­

пряжению входного усилителя к задающему

каналу £ н . з = 0 , 3 6 .

Допущения: 1) момент сопротивления полагается (равным нулю;

2) маховые .массы

слитка, не

учитываются,

что

вносит

погрешность

порядка

10% при

определении

постоянной времени; 3)

промежуточ­

ный усилитель считаем инерционным звеном, так как постоянная вре­ мени генератора в 8 раз больше его суммарной постоянной времени;

4)

в пределах рабочего участка характеристика линейная (на

рис.

3-24 показана .пунктирной линией аппроксимирующая линейная

характеристика); 5) ввиду того, что постоянная времени МУ в 5 раз меньше постоянной времени ЭМУ, указанную величину полагаем не­ изменной во всем диапазоне изменения м. д. с.

Структурная схема модели для синтеза

относительно вольт-ам­

перной

характеристики резистора п

(рис.

3-21) приведена на

рис. 3-26.

Заданными являются

динамические

характеристики

 

 

dt R

 

 

 

 

. iBR0 и

Т0

—jf— , приведенные на

рис.

3-27.

В

соответствии с обо-

106

419—2

MCRB

Рис. 3-26. Структурная схема модели для синтеза параметров цепей нелинейного самовозбуждения промежу­ точного усилителя.

значениями схемы рис. 3-21

вольт-амперная

характеристика і 1 н =

= / (и,) нелинейного резистора

г, определяется

по алгоритму:

'Ѵі = ""п(1 — Ас.м)+Иц. ГА + Г3 ,

(3-27)

где и"п — напряжение на выходе промежуточного ЭМУ, равное на­ пряжению на входе генератора иа;

— коэффициент стабилизирующего

моста;

г 0 = / о . о + г 4

— сопротивле­

ние цепи обмотки гибкой обратной связи; іі—ток

 

через резистор г4 ;

и, — падение

напряжения

на

/ч;

ын.о — напряжение

самовозбуж­

дения,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ин.с = и'п + И*т.п(£я/?о) +"*о.п—«*о.п ;

 

 

 

 

здесь

и'п — сигнал,

синтезированный

по

заданной

зависимости

u"a(i);

u*T.u(inRo) =kri^Ro—сигнал

отрицательной

обратной

связи

по току, приведенный

к каналу гибкой

обратной

 

связи; и*в.п

— сиг­

нал гибкой обратной

связи,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« e n — * с . м (и"п—іѴв.гг) =Ас.м!(""п—"и) ;

 

 

 

и*3.п — сигнал задающей

обмотки,

приведенный

к

каналу

гибкой

обратной

связи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Масштабные коэффициенты структурной схемы: fti=0,067; k2=

=0,212; Ä7==0,187; £8 =0,'18;

Äo =0,125; йю=0,083; kn=2,67;

 

£13 =

=0,0375;

é i s - 4 , 4 ; £ie=0,5; Ai 7 =0,82; Ai8=0,308;

A2 i=0,81; A2 3 ='ll,5;

 

 

 

 

 

 

 

A2 1 =14,9; A 2 5 =

10; £ 2 e = 1,12;

feD=

 

 

 

 

 

 

 

=0,82;

й3 0 =0,6;

£3 i=0,92;

kS2 =

 

 

 

 

 

 

 

= 1,125;

остальные

коэффииценты

80

 

 

 

 

 

 

равны единице.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет выполняется для режи­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВО

 

 

\

 

 

ма реверса. На рис. 3-28

приведе­

 

 

 

 

ны временные диаграммы заданной,

 

Lг

 

 

;\

 

характеристики

i„Ro

и рассчитан­

 

 

 

 

ной kc(û. Рис. 3-29

иллюстрирует

 

 

 

 

 

 

синтезированные зависимости

ег (0

W

 

 

l

\

 

и

u"n(t).

На рис. 3-30,а'и

s

пока­

 

 

 

заны зависимости u"n(t),

и'п (<) и

 

Тс

dt

 

\

t

wii.c(0- Как зидно

из графиков,-

 

 

 

 

реализовать

зависимость

 

un.c(t)

 

13,320

W ВО 6BJ

в

весьма сложно в начале переход-.-

 

 

 

 

 

 

 

ного процесса и в конце

его. На

 

 

 

 

 

 

 

рис. 3-31 приведены вольт-ампер-

Рис. 3-27. Заданные дииа-

ные

характеристики

цепей шуи-

мические

 

характеристики

тирующих плечи ти г3. На графи-

привода

рольгангов.

 

 

ках выделяются

 

участки вольт-ам-

108

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ