Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
курсовая работа / issledovanie_sistemy_avtomaticheskogo_regulirovaniya_skorost.doc
Скачиваний:
76
Добавлен:
22.02.2014
Размер:
2.69 Mб
Скачать

3 Построение математической модели системы автоматического регулирования.

3.1 Построение функциональной схемы системы.

3.1.1 Тиристорный регулятор мощности.

Тиристорный регулятор мощности в данной системе служит для подачи усиленного управляющего воздействия на вход объекта управления. ТРМ усиливает поступающий на его вход маломощный информационный сигнал Uу, в итоге на его выходе формируется сигнал Uд(t), впоследствии поступающий на вход объекта управления.

3.1.2 Электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения.

На вход объекта подается управляющее воздействие с целью обеспечить в каждый момент времени заданное значение управляемого параметра, на выходе формируется сам управляемый параметр. В данной системе входным воздействием является напряжение, подаваемое на обмотку якоря двигателя Uд(t), управляемым параметром – угловая скорость вращения вала двигателя . Функцией объекта управления является отработка входного воздействия и преобразование его в управляемый параметр. Таким образом, в данной системе на вход двигателя подается сигналUд(t), который на выходе двигателя преобразуется в .

3.1.3 Пид-регулятор.

Усилитель У5 в данной системе выступает в роли сумматора. На его вход поступают сигналы UП, UИ, UД с логического блока регулятора, формирующиеся соответственно прямо пропорционально сигналу ошибки UОШ, его интегралу и скорости изменения (пропорциональный, интегральный и дифференциальный каналы). Эти сигналы, суммируясь, образуют на выходе усилителя У5 сигнал управления Uу, далее поступающий на ТРМ.

3.1.4. Тахогенератор, делитель напряжения обратной связи, фильтр.

Эти функциональные элементы рассмотрим совместно, т.к. они формируют цепь обратной связи исследуемой системы.

Для замыкания системы по управляемому параметру в систему включается датчики управляемого параметра. В данной системе таким датчиком является тахогенератор. После отработки объектом управляющего воздействия Uу на входе тахогенератора формируется сигнал, несущий информацию о значении управляемого параметра . На выходе тахогенератора в соответствии с коэффициентом усиления kТг этот сигнал преобразуется в напряжение UТг, которое далее проходит через делитель R14 – R15. Сопротивления R14, R15 подобраны таким образом, чтобы преобразовать UТг в маломощный сигнал обратной связи UОС. Вследствие того, что в состав исследуемой системы входят операционные усилители, работающие на линейном участке статической характеристики, необходимо напряжение UОС пропустить через фильтр высоких частот R16 – C3. Тогда на выходе фильтра мы получим информационный сигнал UФ, определяющий состояние объекта управления в данный момент времени, который далее поступает на вход усилителя У1.

3.1.5 Сравнивающее устройство регулятора.

Усилитель У1 является сравнивающим устройством регулятора, он выполняет операцию нахождения разности напряжений, определяющих заданное UЗ и фактическое UОС значения управляемого параметра. Далее эта разность, по своей сути сигнал ошибки UОШ=(UЗ – UОС), поступает в логический блок регулятора для выработки на основе этой информации управляющего воздействия на объект.

При построении математической модели системы регулирования скорости вращения вала электродвигателя воспользуемся структурным методом. В соответствии с этим методом, на первом этапе построения модели исходная принципиальная схема заменяется упрощенной функциональной схемой. Для этого исследуемая система разбивается на функциональные элементы, каждый из которых в дальнейшем будет представлен типовым структурным звеном, то есть описан дифференциальным уравнением не выше второго порядка. Степень детализации такова, чтобы получить простые описания связи для преобразуемых сигналов.

Функциональная схема исследуемой системы представлена на рисунке 2.

Рисунок 2.Функциональная схема системы регулирования скорости вращения вала электродвигателя.