2. Исследование чувствительности сс

Как показало моделирование, изменение постоянных времени ,, а такженаи дажене оказало заметного влияния на поведение системы. Это можно объяснить стабилизирующим влиянием обратных связей. Так как система трехконтурная, то параметрические возмущения практически не влияют на динамику системы. Следовательно, можно сделать вывод о нечувствительности системы к параметрическим возмущениям.

3. Исследование влияния нелинейностей

В реальной системе существуют ограничения на максимальную скорость двигателя, крутящий момент, и, следовательно, на ток якоря. Для ограничения тока в реальных системах часто используется блок ограничения (БО), который устанавливается в контуре тока на входе тиристорного преобразователя (ТП). БО ограничивает задающее напряжение максимальным уровнем, соответствующим номинальному току якоря. Т. е. БО представляет собой нелинейность типа «насыщение».

Для использованного двигателя номинальный ток . Зная коэффициент усиления ТП по напряжениюи сопротивление цепи якорянетрудно посчитать, что номинальному току якоря соответствует задающее напряжение.

Помимо ограничения на ток якоря существенным образом на точность системы влияет момент силы трения покоя. Влияние сил трения проявляется в том, что крутящий момент, создаваемый двигателем должен быть больше момента сил трения. Любойбудет уравновешиваться силами трения покоя и не окажет влияния на исполнительный вал. Учесть влияние сил трения позволяет НЭ типа «зона нечувствительности», данный НЭ следует включить сразу после контура тока.

Согласно паспортным данным двигателя момент сил трения покоя . Зная коэффициент момента , нетрудно получить величину зоны нечувствительности. Значение тока, соответствующее моменту сил трения покоя.

Дополнительными источниками нелинейностей являются тиристорный преобразователь и редуктор. Однако для упрощения будем рассматривать их в виде линейных звеньев.

Моделирование системы с нелинейностями показало, что СС не способна воспроизводить эквивалентное задающее воздействие с расчетной амплитудой порядка нескольких угловых секунд. Сигнал на выходе системы – нулевой. Механическая часть системы не позволяет получить такую высокую точность позиционирования. Однако, как показывают рисунки 18 и 19, в отсутствии возмущений система может воспроизводить гармоническое задающее воздействие с амплитудой в 30 угловых градусов и частотой 1 рад/с. Ошибка при этом не превысит 1.5 угловых градусов, что соответствует ошибке в 1.5 угл. сек. при амплитуде задающего воздействия 30 угл. сек. Т. е. система способна с достаточной точностью отрабатывать перемещения «в большом».

На рисунке 20 приведено задающее воздействие с амплитудой 30 угл. минут и сигнал на выходе системы. На рисунке 21 ошибка при воспроизведении такого сигнала. На рисунке 22 изображен сигнал на выходе системы при воспроизведении гармонического задающего воздействия (амплитуда 30 градусов) и при скачкообразном изменении момента нагрузки, а на рисунке 23 – ошибка. На рисунках 24 и 25 – реакция системы на скачкообразное задающее воздействие при одновременном скачкообразном изменении момента нагрузки.

Рисунок 18. Задающее воздействие и сигнал на выходе нелинейной системы (амплитуда 30 градусов)

Рисунок 19. Ошибка воспроизведения гармонического задающего воздействия в нелинейной системе

Рисунок 20. Задающее воздействие и сигнал на выходе нелинейной системы (амплитуда 30 минут)

Рисунок 21. Ошибка воспроизведения гармонического задающего воздействия в нелинейной системе

Рисунок 22. Задающее воздействие и сигнал на выходе нелинейной системы (амплитуда 30 градусов) при одновременном скачкообразном изменении момента нагрузки

Рисунок 23. Ошибка воспроизведения гармонического задающего воздействия при одновременном скачкообразном изменении момента нагрузки

Рисунок 24. Реакция системы на скачкообразное задающее воздействие при одновременном скачкообразно изменении момента нагрузки

Рисунок 25. Ошибка системы при скачкообразном задающем воздействии и при одновременном скачкообразно изменении момента нагрузки