Федеральное агентство Российской Федерации по атомной энергии СНЕЖИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
							Кафедра автоматизированных информационных и вычислительных систем Мякушко В.В. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Методическое пособие по лабораторной работе 1.1.1.1.1.1.1.1.1
						2006
			2

УДК 62-52.526

ББК 32.965

Мякушко В.В. Исследование системы стабилизации скорости вращения вала электродвигателя. Методические указания по лабораторной работе. - Снежинск: СГФТА, 2006. - 9 с.

Настоящее пособие содержит методические пособие по проведению лабораторных работ по исследованию системы стабилизации скорости вращения вала электродвигателя Приведен перечень рекомендуемой литературы.

Одобрено методическим советом кафедры АИВС СГФТА 04.10.2006 г.

Утверждено на заседании кафедры АИВС 04.11.2006 г.

 Снежинская государственная физико-техническая академия – 2006.

ВВЕДЕНИЕ

Системы cстабилизации являются одним из наиболее распространённых видов систем автоматического управления.

Цель работы – исследование принципов управления и зависимости основных характеристик САУ от её параметров и воздействия внешних факторов.

1 Основные характеристики сау

1.1 Существуют три фундаментальных принципа управления:

1. разомкнутое управление;

2. управление по возмущению;

3. управление по отклонению (принцип обратной связи).

Методы отличаются точностью задания выходного параметра.

1.2 Одним из основных показателей качества САУ является точность. Точность определяется ошибкой (погрешностью)  воспроизведения регулируемого параметра по управляемому сигналу, возникающая от воздействия возмущения и помех.

Передаточная функция системы по ошибке:

X(p)= U(p) W(p) / [1+W(p)] - G(p) W_g (p) / [1+W(p)] (3)

Видно, что ошибка определяется ПФ, составляющими от задающего и возмущающего воздействий соответственно.

1.3 Схема исследуемой САУ приведена на рисунке 1. Схема работает по принципу компенсации рассогласования, сравнение выходного напряжения тахогенератора ТГ с заданным Uз производится в дифференциальном каскаде электронного усилителя ЭУ с переменным коэффициентом усиления. Усиленный сигнал подается на обмотку управления электромашинного усилителя ЭМУ, выполняющего роль усилителя мощности.

Усиленный по мощности сигнал питает якорную цепь двигателя постоянного тока независимого возбуждения ЭД. Якорь двигателя приводит в движение через редуктор Р объект управления – генератор Г с нагрузкой Rн. Скорость вращения вала ЭД измеряется тахогенератором, для сглаживания пульсаций напряжения установлен фильтр Ф.

ЭМУ

ЭД

Г

Rн

ЭУ

ТГ

Ф

Р

З

U_з

Рисунок 1 – Схема САУ.

Представляя САУ соединением динамических звеньев, получим ее структурную схему (рисунок 2). ПФ разомкнутой системы [4]:

W_p(p)= Kэу Кэму Кэд Ктг / (T₁p+1)(T₂p+)(T_эТ_м р²+ Т_м р+1) (4)

1.4 ПФ разомкнутой системы по моменту нагрузки:

W_{зМ (р)} = W_М (р) / [1+ W_p(p)] (5)

где W_М (p) – ПФ прямой цепи от места приложения нагрузки до выходной переменной.

Отклонение скорости от её заданного значения (ошибка, погрешность) под влиянием нагрузки (формула (6), рисунок 5):

W_G (p)

G(p = Мн

Uз U

K_ЭУ

W_ЭМУ

W_ЭД

K_ТГ

тг

Р исунок 4 – Структурная схема САУ.

 (р) = Мн W_{зМ (р)} =  _р (р) / [1+ W_p(p)] (6)

  _з

₀

 _р 1

2

М

Мн

1 – замкнутая САУ; 2 –разомкнутая САУ

Рисунок 5 – Статические характеристики САУ.

Статическая характеристика 2 – фактически механическая характеристика ЭД. На основании теоремы о конечном значении функции в установившемся режиме статическое отклонение скорости в замкнутом состоянии:

 _з(р) =  _р /(1+К)=  _р S (7)

где S – статизм системы;

коэффициент усиления системы:

К=ПК_i = Kэу Кэму Кэд Ктг (8)

Из формулы (7):

К  1 /  (9)

Мощность ЭД приближённо равна мощности нагрузочного генератора Рг, откуда:

Мн = Рг / (10)