Синтез токового контура и построение соответствующих ЛАЧХ и ФЧХ

Задачей синтеза является определение передаточных функций корректирующих звеньев, т.е. при синтезе токового канала – определение передаточной функции регулятора тока согласно структурной схеме РЭП.

Задачей синтеза является определение передаточных функций корректирующих звеньев, т.е. при синтезе токового канала - определение передаточной функции регулятора тока согласно структурной схеме СЭП.

1) Объект регулирования:

.

Желаемая передаточная функция определяется для разомкнутого контура, т.е.

- интегральное звено.

> с.

Принимаем с - малая некомпенсированная постоянная времени, при которой тиристорный преобразователь способен нормально работать, - число пульсаций ТП.

, где

- коэфф-т пропорциональности;

- постоянная интегрирования.

Таким образом, передаточная функция ПИ-регулятора тока будет описываться как:

.

3) Передаточная функция разомкнутого контура тока:

4) Передаточная функция замкнутого контура тока:

- контур тока представляет собой апериодическое звено с некомпенсированной постоянной времени с и коэффициентом пропорциональности .

5) Построение ЛАЧХ (логарифмических амплитудно-частотных

характеристик) для контура тока.

Построение ЛАЧХ (логарифмических амплитудо-частотных характе-ристик) для контура тока:

а) , [Дб], где

- амплитудная характеристика.

Желаемая передаточная функция:

- интегральное звено.

Частота среза:

с^-1 - точка пересечения.

Дб

ЛАЧХ вида «1»: .

Объект регулирования:

- апериодическое звено.

Частота сопряжения:

с^-1 - точка излома.

Коэффициент объекта регулирования: , тогда

Дб;

б) регулятор тока:

Т.к. , то

.

Характерные точки и интервалы:

- интегральная составляющая («1»).

Точка, в которой Дб - точка пересечения, т.е.

с^-1.

Точка с^-1 - точка излома.

- пропорциональная составляющая.

, тогда как

Дб.

Строим ЛАЧХ

5) Построение ФЧХ (фазо-частотных характеристик) для контура тока:

ФЧХ: , где

- мнимая составляющая;

- действительная составляющая передаточной функции

Желаемая передаточная функция контура тока

.

Таким образом, ; .

.

Критерий устойчивости:

;

.

Тогда значение перерегулирования:

,

т.е. перерегулирование по току отсутствует. Строим ФЧХ (рис. 3).

Задачей синтеза контура скорости является определение передаточной функции регулятора скорости.

Для получения абсолютно жестких статических характеристик синтез скоростного канала будем производить по симметричному оптимуму, когда постоянная времени , , находится в таком соотношении друг с другом, когда

, т.е.

с, с, с.

1) Желаемая передаточная функция разомкнутого контура определится как:

.

Объект регулирования:

,

, т.е.

.

Передаточная функция регулятора скорости:

, где

,

с.

Таким образом, передаточная функция регулятора скорости описывает ПИ-звено, т.е. РС - ПИ-регулятор:

.

Определим передаточную функцию замкнутого контура скорости:

В числителе передаточной функции получили форсирующее звено , для его устранения на вход замкнутой системы вводят фильтр:

.

Постоянную времени фильтра выбирают таким образом, чтобы с, тогда передаточная функция системы определится как:

.

2) Построение ЛАЧХ для контура скорости:

Желаемая передаточная функция:

.

Геометрическая средняя частота:

с^-1, .

Частота сопряжения:

с^-1, - точка излома;

с^-1, - точка излома.

Частоты среза:

- при : с^-1; наклон: -40 Дб;

- при : с^-1; наклон: -20 Дб;

- при : наклон: -40 Дб.

Получили ЛАЧХ вида «2-1-2».

Дб

Объект регулирования:

, где

с.

Частота сопряжения:

с^-1 - точка излома.

- при : с^-1; наклон: -20 Дб;

- при : наклон: -40 Дб.

Дб

Регулятор скорости:

,

, с.

Частота сопряжения:

с^-1 - точка излома.

Частота среза:

- при : с^-1 - точка среза; наклон: -20 Дб;

- при : наклон отсутствует. ЛАЧХ определяется как

Дб

Строим ЛАЧХ (рис. 4)

3) Построение ФЧХ для контура скорости:

ФЧХ: , где

- мнимая составляющая;

- действительная составляющая передаточной функции

Желаемая передаточная функция контура скорости

.

при .

Критерий устойчивости:

Строим ФЧХ.

В ходе выполнения данной работы был спроектирован и рассчитан РЭП на базе БТУ-3601 с обратными связями по скорости и току.

В частности был, произведён выбор основного электрооборудования, составлены структурная схема электропривода.

Был проведен синтез отдельных контуров, согласно задания, были рассчитаны передаточные функции и определены структуры регуляторов. Так в качестве регулятора тока и регулятора скорости были выбраны ПИ-регуляторы. Передаточная функция регулятора скорости содержит форсирующее звено.

В ходе работы были определены логарифмические и амплитудно - частотные и фазочастотные характеристики, и по ним была дана оценка качества переходных процессов.

1. Башарин А.В., Новиков В.А.. Соколовский Г.Г.-Упарвление электроприводами.- Л.Энергоиздат, 1982.

2. Справочник по автоматизированному электпрприводу. Елисеев В.А., Шинянский А.В.- М. Энергоиздат, 1983.

3. Техническое описание и инструкция по эксплуатации устройств управления БТУ 3601.

4. Суптель А.А. Системы управления электроприводами. Чув ун-т, г. Чебоксары, 2001

5. Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 4. Использование электрической энергией / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). – 8-е изд., испр. И доп. – М.: Издательство МЭИ, 2002

6. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.2 Электротехнические изделия и устройства / Под общ. ред. Профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. ( гл. ред. И.Н. Орлов) – 9-е изд., стер. – М.: Издательство МЭИ, 2003

• ⇐ Назад
• 12