Проведение анализа ЭМС
•При анализе ЭМС передаточные функции регуляторов заданной системы полагаются равными 1 и сам анализ поводится для каждого из контуров регулирования. Он предполагает:
•Получение передаточных функций.
•Анализ устойчивости по критерию Гурвица и расчёт граничного коэффициента передачи контура.
•Анализ устойчивости по ЛАЧХ и ЛФЧХ и определением запасов устойчивости (если таковые существуют).
•Расчёт переходных характеристик и определение основных показателей качества регулирования.
Структурные схемы для анализа ЭМС
Двухконтурная ЭМС без компенсационных обратных связей (вариант 1)
• Контур регулирования момента
|
|
1/Wп(p) |
|
Mст |
|
|
|
Uзм |
|
|
|
M |
|
ω |
|
|
Wп(p) |
Wд1(p) |
|
Wд2(p) |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
Uом |
Wом(p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Звено с передаточной функцией 1/Wп(p) образуется в результате переноса сумматора, соответствующего единичной обратной связи между Wд1(p) и Wд2(p), в результате контур замкнут относительно скорости.
• Контур регулирования скорости
|
|
1/Wп(p) |
|
Mст |
|
|
Uзω |
|
|
M |
|
ω |
|
Wп(p) |
Wд1(p) |
|
Wд2(p) |
|||
|
|
|
|
Wос(p)
Врезультате переноса сумматора, соответствующего единичной обратной связи между Wд1(p) и Wд2(p),
контур оказывается замкнутым эквивалентной обратной связью с передаточной функцией
Рекомендация:
При расчёте переходной характеристики контура регулирования момента по возмущающему воздействию момент нагрузки полагается равным пусковому моменту, в этом случае скорость должна упасть до нуля
При расчёте переходной характеристики контура регулирования скорости по возмущающему воздействию момент нагрузки полагается равным
номинальному моменту, в этом случае установившееся значение скорости определяет статическую ошибку ЭМС.
Ожидаемые результаты:
•Контур регулирования момента, равно как и контур регулирования скорости, - устойчивые.
•Запасы устойчивости по амплитуде и фазе – конечные величины
•Переходные характеристики контура регулирования момента имеют апериодический характер и соответствуют большому времени переходного процесса. Переходные характеристики контура регулирования скорости имеют колебательный характер.
Двухконтурная ЭМС с компенсацией влияния момента на скорость (вариант 2)
• Контур регулирования момента
|
|
|
|
|
1/Wп(p) |
|
Mст |
|
||
|
Uзм |
|
|
|
|
M |
|
ω |
||
|
|
W (p) |
|
|
Wд2(p) |
|||||
|
|
|
|
п׳ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uом W (p) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
ом |
|
|
|
|
|
|
Здесь |
Wп'( p) |
Kп |
С |
Kд1 |
T |
|
T |
T |
|
|
|
|
п |
э T Tп Tэ |
|||||||
|
|
|
T p(Tп p 1) |
п |
|
Tп Tэ |
|
|||
• Контур регулирования скорости
|
|
|
1/Wп(p) |
|
|
|
Uзω |
|
|
M |
Mст |
|
ω |
W (p) |
|
Wд2(p) |
||||
|
|
|||||
|
|
|
|
|||
|
п׳ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Wос(p) |
|
|
|
• Иначе |
|
|
|
Mст |
|
|
Uзω |
|
|
M |
|
ω |
|
W |
(p) |
|
Wд2(p) |
|||
|
п׳ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Wоc,экв(p) |
|
|
|
Ожидаемые результаты:
•Контур регулирования момента всегда устойчив, контур регулирования скорости может быть устойчивым и неустойчивым в зависимости от заданных параметров.
•Запасы устойчивости по амплитуде и фазе к контуре регулирования момента – конечные величины, запас по амплитуде в устойчивом контуре регулирования скорости – бесконечный.
•Переходные характеристики контура регулирования момента имеют апериодический характер и соответствуют большому времени переходного процесса. Переходные характеристики контура регулирования скорости имеют колебательный характер.
Двухконтурная ЭМС с компенсацией влияния скорости на момент (вариант 3)
• Контур регулирования момента M |
|
|
||||||
Uзм |
|
|
|
M |
|
ст |
|
ω |
|
Wп(p) |
Wд1(p) |
|
|
Wд2(p) |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Uом |
Wом(p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
• Контур регулирования скорости |
|
|
|
|||||
|
|
|
1/Wп(p) |
|
Mст |
|
|
|
Uзω |
|
|
|
M |
|
|
ω |
|
Wп(p) |
Wд1(p) |
|
|
Wд2(p) |
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Wос(p) |
|
|
|
|
|
• Особенности проведения анализа для контура
регулирования момента
•Устойчивость всего контура определяется устойчивостью замкнутого контура, для него рассчитывается граничный коэффициент передачи, строятся ЛАЧХ и ЛФЧХ, определяются запасы устойчивости.
•Переходные характеристики контура рассчитываются только для задающего воздействия, относительно момента и скорости.
Пусть Tп 0.04 |
Kп 50 |
Tом 0.004 |
Tос 0.008 |
|
C 1.284 |
Kд1 0.787 |
Kд2 1.271 |
||
Tм 0.191 |
Tэ 0.027 |
|
Kом 0.2 |
|