4.1.2 Контур тока якорной цепи

Рисунок 8 – Структурная схема замкнутого конура токаякорной цепи

Обозначим передаточную функцию регулятора тока возбуждения . Для синтеза регулятора тока пренебрегаем обратной связью по эдс двигателя (в дальнейшем мы учтем ее действие при помощи коррекции по эдс), тогда передаточная функция разомкнутого контура:

где k_о.т – коэффициент обратной связи по току якорной цепи, , гдеU_зт – напряжение задания по току якорной цепи, равное номинальному напряжению управления; I_стоп – стопорный ток якоря двигателя.

. Желаемая передаточная функция разомкнутого контура:

.

Приравниваем желаемую и реальную передаточные функции разомкнутого контура:

.

Находим передаточную функцию регулятора:

,

где

.

Полученный регулятор пропорционально-интегральный (ПИ-регулятор).

,

Передаточная функция замкнутого контура:

;

;

.

Обозначим некомпенсируемую постоянную времени третьего контура: .

4.1.3. Контур скорости.

Рисунок 9 - Структурная схема контура скорости.

При синтезе регулятора скорости мы пренебрегаем воздействием по упругому моменту.

Передаточная функция разомкнутого контура скорости:

W_раз.с=,

где – коэффициент обратной связи по скорости,, где– напряжение задания по скорости двигателя, равное номинальному напряжению управления;– номинальная угловая скорость двигателя.

.

Желаемая передаточная функция разомкнутого контура:

,

Приравниваем желаемую и реальную передаточные функции разомкнутого контура:

,

Находим передаточную функцию регулятора:

.

Полученный регулятор пропорциональный (П-регулятор):

кг·м²– суммарный момент инерции для поворотных механизмов экскаваторов, где

кг·м²,,

а .

кг·м²

Передаточная функция замкнутого контура скорости:

;

;. (58)

Учтем существующую обратную связь по ЭДС двигателя. Внутренний контур объекта регулирования необходимо компенсировать вводом аналогичной обратной связи, но с противоположным знаком. Передаточная функция компенсирующей положительной обратной связи при подачи ее на регулятор тока возбуждения (рисунок 7):

.

Уточненная передаточная функция замкнутого контура тока возбуждения:

;

;

;

.

Таким образом, вводится положительная обратная связь по скорости и ее первой и второй производными с соответствующими коэффициентами.

4.2 Моделирование трехконтурной спр.

Представим модель трехконтурной СПР, построенную в программе Matlab:

Объект управления имеет вид:

---------------------------------------------------

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

---------------------------------------------------

ВВЕДИТЕ ТИП ИССЛЕДУЕМОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ:

1 - СПР

2 - АКОР

3 - ОКСУ

1

--------------------------------

ВВОД БАЗОВЫХ ВЕЛИЧИН:

Введите число двигателей n=

n=2

Введите напрjaжение управления номинальноеUyn=

Uyn=10

Введите ток возбуждения номинальный ivn=

ivn=10.1

Введите напяжение возбуждения номинальноеUvn=ivn*Rv

Uvn=64

Введите максимальный ток двигателя Idmax=

Idmax=428

Введите угловую скорость двигателя номинальную wdn=

wdn=88.96

Введите конструктивную постояннную двигателя С=(Udn-idn*Rd)/wdn

C=5.00

Суммарная конструктивная постояннная равна Cs

Cs =5

Момент максимальный Mdmax=

Mdmax =2140

-----------

ВВОД ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ:

Введите величину зазора d=

d=1,57

Введите момент инерции первой массы J1s=

т.е момент инерции двигателей и редуктора

J1s=3.36

Введите момент инерции второй массы J2=

J2=33,6

момент инерции одномассовой системы

Js =3.6960e+001

Введите эквивалентную жесткость с12=

c12s=7100

Введите коэффициент вязкого трения vz=0.01*c12

vz=71

Введите сопративление обмотки возбуждения Rv=

Rv=2.34

Введите коэффициент передачи возбудителja

Kv=Kf*Rv*ivn/Uyn

Kv=1.95

Введите коэффициент передачи генератора Kg=(Udn*n)/ivn

Kg=55

Введите постоянную времени генератора Tg=Lv/Rv

Tg=1,5

Введите коэффициент сопротивление якорной цепи Ra=

Ra=0.16

Введите постоянную времени якорной цепи Ta=La/Ra

Ta=0.061

Нажмите "1" чтобы исправить ошибку

Нажмите любую другую клавишу длjaпродолжениja

ВВЕДИТЕ ТИП ИССЛЕДУЕМОЙ СПР:

1 - техконтурная СПР

2 - двухконтурная СПР с ПИД регулятором тока

3 - пятиконтурная СПР

4 - четырехконтурная СПР

я выбираю вариант №1

------------------------------

ПАРАМЕТРЫ ТРЕХКОНТУРНОЙ СПР

------------------------------

Коэффициенты обратных связей

kotv = 9.9010e-001

kot = 2.3364e-002

kow = 1.1241e-001

kow1 = 1.1241e-001

koy = 4.6729e-003

kow2 = 1.1241e-001

ПИ-регулятор тока возбуждения P+I/s

коэффициенты P I соответственно равны

ans = 9.0900e+001

ans =6.0600e+001

ПИ-регулятор тока тока якорной цепи P+I/s

коэффициенты P I соответственно равны

ans = 1.8800e+000

ans = 3.0819e+000

П-регулятор скорости P

коэффициент P равен

ans =1.9205e+001