 |
Определение общей передаточной функции
|
|
|
|
Характеристическое уравнение
Определение устойчивости
Определение запаса устойчивости и быстродействия по переходной характеристике
Для построения и анализа переходных процессов воспользуемся компьютерной программой Matlab 6.1.
Оценку запаса устойчивости и быстродействия можно произвести по виду кривой переходного процесса в системе автоматического регулирования при некотором типовом входном воздействии. В качестве типового входного воздействия рассматривается обычно единичный скачок. В данном случае кривая переходного процесса для регулируемой величины будет представлять собой переходную характеристику системы (рисунок 12).
Рисунок 12 - Переходная характеристика системы
Анализ построенной кривой переходного процесса показывает, что система стабилизируется на уровне Ру = 31,6 при подаче на вход единичного ступенчатого сигнала. Склонность системы к колебаниям, а, следовательно, и запас устойчивости могут быть охарактеризованы максимальным значением регулируемой величины умах или так называемым перерегулированием:
Допустимое значение перерегулирования для той или иной системы автоматического регулирования может быть установлено на основании опыта эксплуатации подобных систем. В данном случае считается, что запас устойчивости, является достаточным, если величина перерегулирования не превышает 10÷30%.
Определение устойчивости по логарифмическим частотным характеристикам
Критической точке, где модуль амплитудно-фазовой характеристики равен единице, соответствует точка пересечения ЛАЧХ с осью абсцисс на частоте среза ωз, а точке, в которой фазовый сдвиг равен 180°, соответствует пересечению ЛАЧХ линии –π. Замкнутая система устойчива, если на частоте со, для которой φ = - π, ордината ЛАЧХ отрицательна.
|
|
|
На рисунке 13 приведены логарифмические частотные характеристики, по которым определим устойчивость и запас устойчивости системы. Запас устойчивости по амплитуде L3 есть число децибел, на которое нужно увеличить коэффициент усиления на частоте, соответствующий фазовому сдвигу φ=-π, чтобы система потеряла устойчивость. Для удовлетворительного качества регулирования должны выполняться условия:
L3≥(10÷20)дб, (6.18)
φ3>(30÷60)°. (6.19)
Рисунок 13 - Логарифмическая частотная характеристика по амплитуде 15-20 Дб, по фазе 30-60о
Анализируя полученные характеристики, видим, что точка ωср находится в области отрицательных значений, а запас устойчивости по амплитуде Lз=15 Дб удовлетворяет условию (6.18).
Запас устойчивости φз= 45° удовлетворяет условию (6.19).
Вывод
Работа в курсовом проекте велась по трем направлениям, выполняемых последовательно:
Произвели анализ системы автоматического управления.
В системе регулирование ведется по двум координатам ЭП — скорости и тока. Замкнутая структура ЭП выполняется по схеме с подчиненным регулированием координат. Регулирование каждой координаты осуществляется собственными регуляторами, которые вместе с соответствующими обратными связями образуют замкнутые контуры. Таким образом, внутренний контур тока подчинен внешнему контуру скорости - основной регулируемой координате.
Расчет и выбор элементов силовой части. Синтез САУ, включающий расчет передаточных функций.
В соответствии с заданием произвели расчет и выбор элементов силовой части системы: двигатель типа 2ПА, тиристорный преобразователь типа ТПР, силовой трансформатор ТСЗ, система импульсно - фазового управления, реактор типа РТСТ. Для каждого элемента рассчитали передаточную функцию и составили структурную схему.
|
|
|
Построение и анализ переходных процессов.
Проанализировав систему по переходной характеристике, определили время переходного процесса, перерегулирование и быстродействие. По критерию Найквиста, ЛАЧХ и ЛФЧХ система является устойчивой и имеет запас устойчивости.
По полученным результатам можно сказать, что система спроектирована так, чтобы она имела максимальную точность выполнения возложенной на нее задачи регулирования заданного объекта. Основой является оптимизация закона регулирования, то есть наилучшее построение регулятора (системы управления) для осуществления заданной программы управления.
Но следует учитывать, что отличие оптимальной системы состоит в том, чтобы добиться не просто требуемых показателей, а наилучших показателей, то есть «извлечь» из системы все, что она может дать по определенному виду качества, наиболее важному для этой системы, при соблюдении заданных требований по всем другим ее свойствам.
Литература
1. Биссикерский и Попов, «Теория систем автоматического управления», 2004.
2. Тюков Н.И. и Грачева Л.Н. «Учебное пособие по ТАУ».
3. Тюков Н.И. и Грачева Л.Н. «Учебное пособие по курсовому проекту».
4. Густар и Ольсон, «Цифровые системы автоматизации и управления».
5. Ковчин и Соберин, «Теория электропривода».
6. “Теория автоматического управления”. Под редакцией
Ю.М. Соломенцева. Москва “Высшая школа”1999.
7. “Теория автоматического управления”. Воронов.
|
|
|
