- •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
10.2.3. Построение зависимостей ,,при ступенчатом приложении нагрузки
Рис. 62 Структурная схема для построения зависимостей , ,
T = 0.05*Ta
Рис. 63 Зависимость системы w(t) и i(t) соответственно
T = 0.5*Ta
Рис.64 Зависимость системы w(t) и i(t) соответственно
Рис. 65 Зависимость системы с Рис.66 Зависимостьсистемы с
цифровым регулятором скорости цифровым регулятором скорости
при T = 0.05*Ta при T = 0.5*Ta
Определение установившейся ошибки
Рис. 66.1 Структурная схема
Рис. 66.2 Характеристика
10.2.4 Построение зависимостей ,,при подачи на вход помехи без фильтра
Рис. 67 Структурная схема для построения зависимостей , ,без фильтра
T = 0.05*Ta
Рис. 68 Зависимость системы w(t) и i(t) соответственно
T = 0.5*Ta
Рис. 69 Зависимость системы w(t) и i(t) соответственно
Рис.70 Зависимость системы с Рис.71 Зависимостьсистемы с
цифровым регулятором скорости цифровым регулятором скорости
при T = 0.05*Ta при T = 0.5*Ta
10.2.4 Построение зависимостей ,,при подачи на вход помехи с фильтром
Рис. 72 Структурная схема для построения зависимостей , ,с фильтром
T = 0.05*Ta
Рис. 73 Зависимость системы w(t) и i(t) соответственно
T = 0.5*Ta
Рис. 74 Зависимость системы w(t) и i(t) соответственно
Рис.75 Зависимость системы с Рис.76 Зависимостьсистемы с
цифровым регулятором скорости цифровым регулятором скорости
при T = 0.05*Ta при T = 0.5*Ta
10.2.6. 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
Заключение
Составим сопоставительную таблицу показателей качества САУ
Показатели качества Тип регулятора скорости
|
σ |
tP, с |
ΔL, дБ |
Δφ, град |
Коэффициент передачи на частоте ω = ω1 | |||||||||
Численный эксперимент |
По ЛАЧХ | |||||||||||||
Система подчиненного регулирования |
0,55 |
0,12 |
-9,59 |
33,8 |
14.5 |
11.09 | ||||||||
Цифровой регулятор |
Стандартное Z- преобразование |
Т=0.05 Тm |
0,081 |
0,08 |
-10,4 |
55 |
14.5 |
11.09 | ||||||
Т=0.5Тm |
система неустойчива | |||||||||||||
Билинейное Z- преобразование |
Т=0.05 Тm |
0,113 |
0,18 |
-10,1 |
53,7 |
14.5 |
11.09 | |||||||
Т=0.5Тm |
система неустойчива | |||||||||||||
Задание |
0,08 |
0,1 |
20 |
π/6 |
|
|
На основании вышеприведенной таблицы можно сделать следующие выводы:
-перерегулирование для всех вариантов синтеза примерно одинаково и удовлетворяет требованиям задания;
-время регулирования удовлетворяет заданию во всех случаях.
На основании четырех вариантов анализа системы с цифровым регулятором скорости можно сделать выводы:
-переходные характеристики непрерывной и дискретной систем практически совпадают;
-при усложнении способа дискретизации непрерывной системы (переход от стандартных Z - преобразований к билинейному преобразованию) дискретная система все больше приближается к непрерывной.
Библиографический список
1. Бесекерский В.А., Попов Е.П., «Теория систем автоматического регулирования», издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, М., 1975, 768 стр.
2. Расчет системы управления автоматизированным электроприводом. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Теория автоматического управлении» / В.Л. Тимофеев. Н. Тагил: НТИ(ф) ГОУ УГТК-УПИ. 2002. 17с.
3.Тимофеев В.Л., Баркова О.Н., Исаев И.Н. “Технические и экономические расчеты в курсовых и дипломных проектах” учебное пособие, Нижний Тагил, НТИ(ф) УГТУ-УПИ, 2006