Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Декабря 2012 в 01:09, контрольная работа
Основными типами регулируемого являются следующие системы: «полупроводниковый преобразователь – двигатель постоянного тока» (ПП – ДПТ) и «полупроводниковый преобразователь частоты – асинхронный двигатель» (ПЧ – АД). Частотно-регулируемые электроприводы постепенно вытесняют приводы постоянного тока, поскольку современные преобразователи частоты обеспечивают регулирование скорости асинхронных двигателей, по качеству не уступающих приводам постоянного тока. Кроме того, преимущества асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором по сравнению с двигателями постоянного тока, такие как высокая надёжность, меньшая стоимость, простота изготовления и эксплуатации, в сочетании с высокими регулировочными и динамическими показателями превращают асинхронный частотно-регулируемый электропривод в доминирующий тип электропривода.
Целью выпускной квалификационной работы является проектирование электропривода подъемного стола на базе системы ПЧ – АД с применением регулятора скорости при настройке контура скорости на симметричный оптимум.
3.2. Моделирование контура скорости с ПИ-регулятором
При моделировании КС необходимо получить график ЛЧХ, график переходной функции КС по задающему воздействию Uу и график переходной функции КС по статическому моменту сопротивления нагрузки Мс. По результатам моделирования проводим анализ и сравнительную оценку полученных показателей качества с данными технических требований задания на дипломный проект. При решении задачи используем числовые значения параметров и ССДМ (рисунок 3.1).
Составляем передаточную функцию Wкс(s) и определяем ЛЧХ разомкнутого КС, представленные на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 - Логарифмические частотные характеристики
контура скорости
Переходим к построению переходной характеристики КС по задающему воздействию.
В блоке Step (рисунок 3.1) устанавливаем значения задающего воздействия Uу = 10 B и в блоке Step1 статического момента сопротивления Мс = 0.
Построение переходной характеристики КС по управляющему воздействию осуществляем в режиме имитационного моделирования. По окончании интегрирования в течение 1 с методом Розенброка получаем на экране переходную характеристику КС по задающему воздействию, изображенную на рисунке 3.3.
ω, рад/с
Рисунок 3.3 - Переходная характеристика при управляющем воздействии
Устанавливаем соответствующее значение статического момента сопротивления 0,71 Н·м и задающего воздействия, равного нулю.
В меню Simulation выбираем команду Simulation parameters и устанавливаем метод интегрирования Дорманда-Принса и время интегрирования tк = 1 с.
Нажатием клавиши Start simulation переходим к интегрированию динамической модели КС. По окончании интегрирования получаем на экране переходную характеристику КС по статическому моменту сопротивления Мс, изображенную на рисунке 3.4.
ω, рад/с
Рисунок 3.4 - Переходная характеристика контура скорости по неизменному
возмущающему воздействию
Очевидно, что в данном случае, при постоянной величине момента сопротивления Мс, статическая ошибка будет равна нулю. Это объясняется тем, что, благодаря наличию ПИ-регулятора, интегрирующее звено расположено до точки приложения момента сопротивления Мс, т. е. статическая ошибка системы обращается в нуль. Таким образом, при данном типе регулятора, система обеспечивает абсолютно жёсткую искусственную механическую характеристику привода.
Произведём анализ ЛЧХ. Определяем запасы устойчивости по фазе и амплитуде по графику ЛЧХ (рисунок 3.2), которые составляют соответственно
Полученные в результате моделирования запасы устойчивости по фазе и амплитуде позволяют сделать вывод о том, что КС настроен на СО.
Произведём анализ переходной характеристики КС по задающему воздействию
Определяем величину перерегулирования σкс.
Для расчета σкс по рисунку 3.3 находим максимальное отклонение угловой скорости вращения вала и установившееся значение
ωmax = 151 рад/с;
Тогда получим перерегулирование
Время нарастания определим в первой точке пересечения графика переходной функции и установившегося значения угловой скорости вращения ωуст = 104,7 рад/с.
Из графика (рисунок 3.3) находим
Проверяем соответствие
техническим требованиям задани
Сравнивая результаты моделирования и технические требования задания, делаем вывод о том, что параметры РС рассчитаны правильно и КС настроен на СО. Однако электропривод обладает существенным перерегулированием. В целях его уменьшения произведём синтез последовательного корректирующего устройства, представляющего собой совокупность ПИ-регулятора и дифференцирующего контура первого порядка.