Скачиваний:
33
Добавлен:
22.02.2014
Размер:
164.86 Кб
Скачать

6. Экспериментальные исследования

6.1. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд имитирует цифровую систему управления электропривода с объектом управления. В его состав входит компьютер типа ЭВМ РС АТ, отрабатывающий программу реализующую адаптивный алгоритм управления на базе ПИ - регулятора, и привода управления двигателем постоянного тока типа Тур 1248.2(производство Германии).

В общем функциональная схема лабораторного комплекса выглядит так, как показано на рисунке 6.1.

Функциональная схема лабораторного комплекса

Рисунок 6.1

Предусмотрено , что компьютер будет устанавливаться на рабочем столе в непосредственной близости от объекта управления, осуществляя связь с ним по средством кабеля длинной не более 10 метров. Макет объекта управления выполнен в виде станины на которой жестко установлены: усилитель мощности и имитатор нагрузки имеющий упругую связь с двигателем постоянного тока. Обратная связь осуществляется через тахогенератор типа ТГП-5, установленный непосредственно на валу двигателя постоянного тока. Для подключения собственно объекта управления используется понижающий силовой редуктор, выходной угол поворота которого контролируется с помощью многооборотного потенциометра.

Вращающиеся части макета закрыты прозрачным кожухом выполненным из органического стекла, через которое можно наблюдать за процессами управления объектом. Для изменения нагрузки (возмущающего воздействия) предусмотрено тормозящее устройство в виде рычага с прижимными губками.

Электрическая часть стенда питается от сети переменного напряжения ~ 220В промышленной частоты 50Гц, что предполагает наличие заземления.

Согласование компьютера с усилителем мощности и тахогенератором осуществляется через специально разработанную плату двенадцати разрядную плату ЦАП/АЦП, установленную непосредственно в корпусе компьютера. Для устранения влияния на самонастройку сетевых помех между тахогенератором и платой ЦАП/АЦП включен заграждающий фильтр.

Изменения задания управления производится с клавиатуры компьютера в любой момент времени работы системы, а на дисплее можно получить графическое отображение переходных процессов управления объектом.

6.2. Экспериментальные исследование на лабораторном стенде

6.2.1. Определение статической характеристики объекта управления

Прежде чем начать работать с любой системой автоматического управления, необходимо исследовать статические характеристики самого объекта управления. Это делается для того, чтобы наладчик смог оценить степень влияния коэффициента передачи самого объекта управления на всю систему в целом. Наладчик должен также самостоятельно оценить такую область, в которой коэффициент передачи объекта управления изменялся бы по линейному закону, и при наладке системы приложить максимум усилий для того, чтобы рабочая область не выходила на нелинейные участки. В нашем случае данные, полученные при определении статической характеристики объекта управления, сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Статическая характеристика объекта управления

Х

У

10

10

15

15

20

17,5

25

21

30

23

35

25

40

28

45

30

50

32

55

34

60

35

65

37

70

39

75

40

В таблице введены следующие сокращения:

Х - сигнал, подаваемый на вход объекта управления;

У - сигнал, снимаемый с выхода объекта управления.

Статическая характеристика объекта управления

Рисунок 6.2

Таким образом, из графика видно, что коэффициент передачи объекта управления более или менее линеен на всем диапазоне управляющих сигналов, однако, для избежания искажений в работе системы управляющие сигналы должны быть в диапазоне 15¸60 единиц.

В технологических процессах немаловажным является такой фактор, как постоянный контроль за отработкой заданного сигнала управления. Это связано с тем, что на объект управления постоянно действуют всевозможные случайные возмущения, а также сама система управления подвержена различным помехам (например, дрейф нуля в электронных усилителях). Поэтому целесообразно чтобы процесс адаптации велся непрерывно. Однако это связано с рядом трудностей, например, тестирующий сигнал постоянно влияет на выходную величину системы управления, а это в некоторых случаях ведет к появления брака продукции, а следовательно к большим экономическим затратам..

6.2.2. Процессы оптимальной настройки регулятора по модели объекта

Представленные ниже графики демонстрируют настройку регулятора на заданную частоту Fзад=-2,00 рад. По модели объекта рассчитываются оптимальные настройки (Кр, Ти ) регулятора для данной частоты.

Процесс настройки параметров регулятора по модели объекта

Рисунок 6.3

Главным требование, предъявляемым к промышленным САР, является требование устойчивости процессов регулирования во всем диапазоне изменения нагрузок на объект. Для работоспособности системы не менее необходимо, чтобы процесс автоматического регулирования осуществлялся при обеспечении определенных качественных показателей. Такими показателями являются:

1). Время регулирования.

2). Перерегулирование.

3). Показатель колебательности.

Отработка изменения сигнала задания

Рисунок 6.4

Отработка возмущения

Рисунок 6.5

Графики процессов настройки оптимальных параметров регулятора по модели объекта, представлены на листах АТМК 260004.000 и

АТМК 260005.000.

Соседние файлы в папке Лабораторный комплекс