
- •1. Линеаризация нелинейностей
- •2. Структурная схема заданной части сау
- •2.1. Расчет датчика тока
- •2.2. Расчет датчика скорости
- •6. Расчет параметров заданной части сау
- •7.1. Синтез регулятора тока
- •7.2. Синтез контура скорости
- •7.3 Компенсирующий сигнал
- •8. Анализ системы подчиненного регулирования
- •8.1. Определение запасов устойчивости системы
- •8.2 Построение зависимостей ,,при подаче на вход единичного ступенчатого сигнала
- •8.3 Построение графиков реакции сау на ступенчатое приложение нагрузки Ic/Iн и соответствующей электромеханической характеристики
- •8.4 Построение графиков изменения во времени угловой скорости вращения и тока якоря двигателя при подаче на вход сау помехи и соответствующей электромеханической характеристики
- •8.5. Определение коэффициента передачи
- •9. Синтез цифрового регулятора скорости
- •10. Анализ сау с цифровым регулятором
- •10.1. Стандартные z – преобразования
- •10.1.1. Найдем запасы устойчивости по амплитуде и по фазе
- •10.1.2 Построение зависимостей ,,при подаче на вход единичного ступенчатого сигнала
- •10.1.3. Построение зависимостей ,,при ступенчатом приложении нагрузки
- •10.1.4. Построение зависимостей ,,при подачи на вход помехи без фильтра
- •10.1.5. Построение зависимостей ,,при подачи на вход помехи с фильтром
- •10.1.6. Определение коэффициента передачи
- •10.2. Билинейные преобразования
- •10.2.1. Найдем запасы устойчивости по амплитуде и по фазе
- •10.2.2. Построение зависимостей ,,при подаче на вход единичного ступенчатого сигнала
- •10.2.3. Построение зависимостей ,,при ступенчатом приложении нагрузки
- •10.2.4 Построение зависимостей ,,при подачи на вход помехи без фильтра
- •10.2.4 Построение зависимостей ,,при подачи на вход помехи с фильтром
- •10.2.6. Определение коэффициента передачи
8.3 Построение графиков реакции сау на ступенчатое приложение нагрузки Ic/Iн и соответствующей электромеханической характеристики
,
Рис.
15. Структурная схема для построения
зависимостей
,
,
Построим
зависимости
иw(t)
Рис
16. Зависимости
иw(t
)соответственно
Построим
зависимость
Рис.17. Динамическая электромеханическая характеристика
Определение установившейся ошибки
Рис.17.1 Структурная схема
Рис.17.2 Характеристика
По отношению к сигналу нагрузки система астатична, следовательно, еуст = 0.
8.4 Построение графиков изменения во времени угловой скорости вращения и тока якоря двигателя при подаче на вход сау помехи и соответствующей электромеханической характеристики
Подадим на вход САУ помеху
Рис.
18 Структурная схема для построения
зависимостей
,
,
Построим
зависимости
иw(t)
Рис. 19 Графики i(t) и w(t) соответственно с фильтром
Рис. 20 Динамическая электромеханическая характеристика
8.5. Определение коэффициента передачи
Численным методом
-
амплитуда основной гармоники:
-
амплитуда сигнала на выходе системы:
Т.о.
коэффициент передачи
По ЛАЧХ
Рис. 21 ЛАЧХ
По
графику найдем L(w):
,
тогда коэффициент передачи
9. Синтез цифрового регулятора скорости
Реализация регулятора скорости в цифровой форме соответствует замене передаточной функции WРС(р) в аналоговой системе передаточной функцией WРС(Z).
а)
б)
Рис. 22. Структурные схемы систем регулирования скорости
(а) – аналоговый вариант, (б) – цифровой вариант
На рис. 22.
W1(р) – передаточная функция подсистемы регулирования тока;
WВУ(р) – передаточная функция восстанавливающего устройства;
Т – период прерывания
Передаточная функция цифрового регулятора определяется по передаточной функции аналогового прототипа с применением:
– стандартного Z–преобразования, использование которого соответствует замене переменной р в соответствии с выражением
;
– билинейного преобразования в соответствии с подстановкой
Каждый из способов проделываем для двух периодов прерывания:
Z-преобразование:
Билинейное преобразование:
,
Для реализации восстанавливающего устройства нулевого порядка в MATLAB применяем блок Zero-Order Hold. Во всех дискретных блоках задаем период прерывания.
10. Анализ сау с цифровым регулятором
10.1. Стандартные z – преобразования
10.1.1. Найдем запасы устойчивости по амплитуде и по фазе
Рис. 23 Структурная схема для определения запасов
T=0.05*Ta
Рис.
24 Запасы устойчивости:
,
;
система
устойчива
T=0.5*Ta
Рис.
25 Запасы:
система
неустойчива
При T=0.5*Ta система не устойчивая. Проделаем дальнейшие опыты, чтобы убедиться в этом.
10.1.2 Построение зависимостей ,,при подаче на вход единичного ступенчатого сигнала
Построим
зависимости
иi(t)
Рис.
26. Структурная схема для построения
зависимостей
,i(t)
и w(i)
T = 0.05*Ta
Рис. 27 Зависимость системы i(t) и w(t) с цифровым регулятором без фильтра
Из графика можно определить получившиеся показатели качества:
-
перерегулирование:
-
время регулирования:
T = 0,5*Ta
Рис. 28 Зависимость системы i(t) и w(t) с цифровым регулятором соответственно без фильтра
Процессы расходящиеся, следовательно, система неустойчива при T = 0,5*Ta.
Рис.
29. Зависимость
системы с Рис. 30 Зависимость
системы с
цифровым регулятором скорости цифровым регулятором скорости
при T = 0.5*Ta без фильтра при T = 0.05*Ta без фильтра
T = 0.05*Ta
Рис. 31 Зависимость системы i(t) и w(t) с цифровым регулятором с фильтром соответственно
Из графика можно определить получившиеся показатели качества:
-
перерегулирование:
-
время регулирования:
T = 0,5*Ta
Рис. 32 Зависимость системы i(t) и w(t) с цифровым регулятором с фильтром соответственно