Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Структурная алгоритмическая схема системы автоматического управления




Цель работы

1.Исследование системы электропитания с регулируемым источником.

2.Оптимизация параметров системы электропитания с целью повышения качества регулирования и улучшения характеристик переходных процессов и стационарных режимов.

 

 

Описание системы

Принципиальная схема системы электропитания приведена на рис.1. Ее образуют:

- основной источник ЕО ;

- регулируемый источник ЕР ;

- датчик Д текущего значения регулируемой переменной;

- регулятор Р с уставкой Xуст номинального значения регулируемой переменной;

- исполнительный механизм ИМ, обеспечивающий изменение ЭДС ЕР.

  Н
Д
Р
ИМММ
 
Xуст

 


Рис.1. Принципиальная схема системы питания

 

Эквивалентная схема замещения нагрузки приведена на рис.2. Регулируемой переменной является ток i, протекающий через резистор R.

Параметры нагрузки: RO =1.5 Ом, R =1.0 Ом, С =1000 мкФ.

 


Рис.2.Схема замещения нагрузки

 

Для элементов цепи регулирования используются следующие эквиваленты:

 

1) датчик – пропорциональное звено с коэффициентом усиления КД;

2) регулятор – инерционное звено первого порядка с коэффициентом усиления КР и постоянной временя ТР;

3) исполнительный механизм – инерционное звено первого порядка с коэффициентом усиления Ким и постоянной времени Тим.

 

Параметры цепи регулирования: Ким =0.9, Тим =0.002 с, Тр =0.001 с.

Номинальное значение регулируемой переменной в установившемся режиме: 100А.

 

 

Расчет параметров звена, эквивалентирующего нагрузку .

 

Операторный метод

 

 


 

Физическое пространство

 


 

По передаточной функции видно, что это инерционное звено 1 порядка. Найдем численное значение его параметров.

 

 

Расчет величины ЭДС Ео основного источника

1) методом расчета расчета установившегося режима системы питания и нагрузки


ЕР=0 I=100 А Rэ=Ro+R=2.5 Ом

 

Ео=I*Rэ=250 В

 

2) используя передаточную функцию звена нагрузки

 

 

 

 

Теоретическая и экспериментальная переходные характеристики звена нагрузки

Теоретическая переходная характеристика:

 

 

 

 


Экспериментальная переходная характеристика:

 

 


Определение параметров звена по экспериментальной переходной характеристике

 

K=h( =0.4


 

 

Тестовый расчет, подтверждающий правильность определения величины ЭДС Ео

 

 


Построение аналитической амплитудно-фазовой частотной характеристики звена, эквивалентирующего нагрузку.

 

 

 

 

 


 

 

Таблица значений, необходимых для проведения серии расчетов, позволяющих построить экспериментальную амплитудно-фазовую частотную характеристику звена, эквивалентирующего нагрузку.

 

ω, рад/с f, Гц T, мс Tуст, мс Tокн, мс h,мкс
555.5555556 88.4194115 11.3097337 56.5486686 73.5132692 113.0973372
1026.4696034 163.3677089 6.1211607 30.6058035 39.7875446 61.21160703
1507.5567229 239.9351009 4.1677937 20.8389685 27.090659 41.67793692
2151.6574146 342.4469083 2.9201607 14.6008034 18.9810445 29.20160689
3333.3333333 530.5164691 1.8849556 9.4247781 12.2522115 18.8495562
10408.329997 1656.5371439 0.6036689 3.0183446 3.92384802 6.036689268

 

 

где ω – частота гармонического сигнала (рад/с)

f – частота гармонического сигнала (Гц)

Т – период колебаний

Tуст – время окончания переходного процесса

Tокн – время окончания расчета

h – шаг расчета

 

Экспериментальная амплитудно-фазовая частотная характеристика

Схема имитационной модели:

 

 


 

 

Осциллограмма выходного и входного сигнала при частоте f=1656.5371 Гц

 

 


 

 

 

 


 

 

 


 

 


Значения полученные экспериментально:

 

Xmi i w` w``
0.379288 -0.32175 0.3598243 -0.1199412
0.340421 -0.55201 0.289859 -0.1785167
0.2965 -0.735319 0.2198894 -0.1988992
0.24483 -0.911723 0.1499301 -0.1935528
0.178794 -1.10716 0.0799573 -0.1599191
0.0632153 -1.41072 0.0100761 -0.0624071

 

Пример расчета для первой строки

 


 

где Xmi – амплитуда выходного сигнала

i – ­фаза выходного сигнала

w` - вещественная часть АФЧХ

w`` - мнимая часть АФЧХ

 

 

Сравнение аналитической и экспериментально полученной АФЧХ.

 

 


 

Аналитически и экспериментально полученные АФЧХ совпадают, что свидетельствует о правильности сделанных расчетов.

Структурная алгоритмическая схема системы автоматического управления

 

 

 


где WР – передаточная функция звена, эквивалентирующего регулятор

WИМ – передаточная функция звена, эквивалентирующего исполнительный механизм

WН – передаточная функция звена, эквивалентирующего нагрузку

WД – передаточная функция звена, эквивалентирующего датчик текущего значения регулируемой переменной

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...