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

На том же рисунке показаны реальные координаты. По этим данным подобран нелинейный элемент — последовательно включен­ ные в цепь токовой обмотки 11 шайб селеновых выпрямителей. Ме­ ханическая характеристика с учетом синтезированного нелинейного элемента показана пунктиром на рис. 4-15,а.

4-3. МОДЕЛЬ АНАЛИЗА И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ СИНТЕЗА ПАРАМЕТРОВ В СТАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ

Проверка результатов синтеза осуществляется ме­ тодом 'математического моделирования систем, описывае­ мых дифференциальными уравнениями. Основой метода

большая. Поэтому влияние взаимных связей элементов схемы практически исключается, что в конечном счете не отражается на настройке нелинейных блоков. Иначе обстоит дело при моделировании статических процессов и, в частности, при расчете механических характеристик. Рассмотрим систему уравнений, описывающих механи­

+UT(IHRo)]—uT.Il(IaRo)}—TslRa. (4-19)

Выход модели Еи(и'п) нелинейно связан со входом основного нелинейного блока, моделирующего характе­ ристику генератора, что приводит к существенным иска­ жениям модели. То же.относится и к модели входного, усилителя. В связи с этим осуществить анализ по фор­ мальному алгоритму без внесения в расчеты существен­

Если -Согласно (4-20)на вход модели 'Подавать Кроме переменной InRo еще и зависимую величину kea, то при построении модели удается исключить взаимный охват одних нелинейных блоков другими по каналу вход — выход. Алгоритм при этом удобно представить в виде

" ' в = из — " к (ke<° + Ѵ д) + «'т (Ѵ?о)-

В данной системе при реверсивных усилителях фик­ сированному значению / я ^о будет соответствовать един­ ственное значение кеы, при котором для двигательного режима привода будет удовлетворяться первое уравне-

Рис. 4-18. Структурная схема модели для анализа автомати­ зированного электропривода в статическом режиме.

ние системы (4-21). Структурная схема анализа пред­ ставлена на рис. 4-18. Анализ выполняется в следующей последовательности. Устанавливают фиксированное зна­ чение InRo- Изменяя величину kea>, добиваются такого режима модели, при котором напряжение навыходе станет равным нулю. В этом режиме величина kea будет второй координатой 'Механической характеристики. Рас­ четы упрощаются, если отсутствуют промежуточные об­ ратные связи и вся усилительная цепь заменяется экви­ валентной с соответствующей характеристикой.

132

Пример 4-3. Построить механические характеристики системы генератор — двигатель (Г—Д) с задержанными отрицательными обратными связями по току и напряжению. Эквивалентная характе­

охваченное обратной связью, гд =0,0535 Ом; сопротивление шунта, включая сопротивление дополнительных полюсов и компаундирую­

Падение напряжения в якорной цепи в режиме короткого замы­ кания

/„.,/?„ = /к .3 /?„/и0 = 944-0,0728-0,402 = 27,7 В. Масштаб

mj='100/68,8=d,45.

Приведенный к •машинным переменным задающий сигнал u3 = U3m0 = 220-0,402 = 88,5 В.

133

Изменение масштаба не требуется, так как величина ïî3 обеспе­ чивает достаточную точность расчетов, поэтому m3 =il.

Для нелинейного блока канала обратной связи по напряжению величина задержки в долевых единицах

£7г .з= 209-0,402 = 84,2 В,

по характеристике (рис. 4-19) йо = 78 В; сигнал обратной связи по напряжению в режиме идеального хо­

лостого хода '(.Ër.o=t#c(ùo=95 В)

.0,0193

k, = 0,278 0,0728 : : 0,074.

134

Остальные коэффициенты равны единице.

_С помощью модели, в которой изменена только схема блока йп(иг) построено семейство механических характеристик при раз­

личных значениях задающего напряжения (рис. 4-22). После на­ стройки блоков и коммутации схемы .расчет каждой характеристи­ ки занимает не более 2—Зчми-н, включая их построение. Масштабы

пересчета для выходных величии

Структурная схема анализа может быть использована для синтеза параметров цепей обратных связей. Подго­

135

из этих параметров следует, что R, является искомой величиной.

Следовательно, при известном &л определение kjm позволяет установить

постоянной величины ацкц на найденную. Определение

предельная регулировочная характеристика при регу­ лировании с постоянным моментом или постоянной мощ­ ностью (для определения профиля регулировочного реостата или потенциометра при равномерной шкале измерительного устройства). На любой из этих характе­ ристик выбирается точка с координатами kea и І#Яо, их величины подаются на входы структурной схемы рис. 4-18. Из цепи, параметры которой рассчитываются, исключается нелинейный блок. Масштабный коэффици­

свидетельствует о том, что данные параметры удовлет­ воряют заданным условиям и обеспечат работу привода в выбранном режиме. Для ряда точек строятся искомые зависимости

Для АВМ, например типа МНБ-1, в которых установ­ ка масштабных коэффициентов осуществляется по лим­ бам делителей напряжения, описанный синтез парамет­ ров занимает не более 5 мин для сколь угодно сложной зависимости. Требуемые в некоторых случаях изменения полярности сигнала управления затруднений не вызы­ вают.

136

Для электропривода, рассмотренного в примере 4-3 без перекоммутаций модели, был выполнен синтез пара­ метров входных коэффициентов канала обратной связи по напряжению и задающего канала для различных зна­

регулирования системы с постоянным моментом приве­ дены на рис. 4-23 и с постоянной мощностью — на рис. 4-24. На запись каждой характеристики затрачи­ вается не более 2—3 мин.

137

Как видно, структурная схема модели для анализа систем автоматизированного электропривода в статиче­ ском режиме позволяет выполнять синтез параметров во всем объеме поставленных задач.

4-4. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СИНТЕЗА ПАРАМЕТРОВ НА АВМ

Выше было показано, что с помощью АВМ .может быть решена любая задача синтеза параметров систем автоматизированного электропривода. Ограничение об^ Ласти применения связано исключительно с погреш­ ностью, возникающей при решении. В связи с этим сле­ дует иметь в виду следующее. Результат целиком зави­ сит от тех допущений, которые положены в основу рас­ четов. Так, предварительные экспериментальные опре­ деления характеристик' машин и их параметров, харак­ теристик и параметров аппаратов, нелинейных элементов позволяют получить 'более точный результат, чем при использовании усредненных каталожных характеристик, которые могут внести до 10% погрешности в расчеты. Однако в подавляющем большинстве случаев проекти­ рование выполняется по каталожным данным и характе­ ристикам и в расчеты заведомо вносятся существенные погрешности. Если полагать, что эту погрешность мож­ но сократить до минимума в результате подбора машин и аппаратов по характеристикам и параметрам, близ­

вторая — с дифференцированием выходного напряжения для определения одного из сигналов. Эти алгоритмы, таким образом, приводятся к двум обобщенным, от кото­ рых можно перейти к любому частному варианту. Так, для анализа общим будет алгоритм

138

запись алгоритма); m — количество каналов управления; k*iq — коэффициент приведения •инерционного элемента; q—-канал, к которому приводятся сигналы и инерцион­ ные элементы;--—(х')—зависимость, обратная посто-

' п . з

япной времени, являющаяся функцией известного вход­ ного сигнала.

Алгоритм для синтеза

На рис. 4-25 и 4-26 приведены структурные схемы для обобщенных алгоритмов анализа и синтеза отдель­ ных узлов систем.

Как видно, реализация операций (4-24) требует сум­ матора, интегратора, двух блоков умножения и (ш+2) функциональных преобразователей. Кроме того, необхо­ димы два инвертора для разгрузки входа х', нагружен-

Рис. 4-25. Обобщенная структурная схема модели син­ теза входного сигнала.

139

* Сигналы приведены к основному каналу усиления.