Реферат: Темы курсового проекта «Разработка системы автоматического регулирования следящим электроприводом»

Темы курсового проекта

«Разработка системы автоматического регулирования следящим электроприводом»


1.1. Исходные данные:


Объект регулирования – двигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. На валу двигателя установлен датчик скорости (тахогенератор) и датчик пути (угла поворота вала) (см. рис. 5). Тахогенератор имеет выходное напряжение 10 В при номинальной скорости двигателя. Датчик пути безынерционный и имеет коэффициент передачи .

Двигатель питается от безынерционного полупроводникового преобразователя ППр с коэффициентом передачи (коэффициентом усиления) .

Варианты параметров двигателя приведены в табл. 2.

Таблица 2

Вариант

Uдв.н, В

Iдв.н, А

nн, об/мин

Мн, Нм

J, кгм2

Rя, Ом

Lя, Гн

Pн, кВт

1

220

10,5

1000

16,1

0,057

1,9

0,025

1,9

2

220

13,2

1000

23,9

0,11

1,5

0,03

2,5

3

220

16,6

1000

31,6

0,13

1,2

0,024

3,3

4

220

24

1000

45,7

0,26

0,83

0,016

4,7

5

220

27

1000

51,6

0,307

0,74

0,015

5,4

6

220

20,6

1500

26,1

0,11

0,97

0,02

4,2

7

220

33,4

1000

60,8

0,104

0,474

0,0087

6,3

8

220

56

1500

65,7

0,104

0,109

0,0031

11

9

220

80,5

2360

64,7

0,104

0,075

0,0014

16

10

220

120

3150

72,6

0,104

0,041

0,0008

24

11

220

30

750

71,6

0,2

0,559

0,0109

5,6

12

220

41,7

1060

72,6

0,2

0,303

0,0061

8




Система регулирования должна быть трехконтурная с релейным регулятором тока, с П-регулятором скорости (рис. 6). Путевой канал должен быть выполнен в двух вариантах: с П-регулятором и с ПИ-регулятором пути.

Управление электропривода осуществляется от задатчика пути.

При П-регуляторе пути время регулирования в линейной зоне должно быть не более 0,1 с, а скоростная ошибка при равномерной заводке (при линейно нарастающем задающем напряжении) с ускорением (темпом нарастания) 1 В/с должна быть не более 0,01 рад.

При ПИ-регуляторе пути величина перерегулирования σ при скачке задающего напряжения в линейной зоне не должна превышать 25 %, а время регулирования – 0,1 с.



1
.2. Требуется:

Составить полную структурную схему электропривода со свернутым токовым контуром.

Рассчитать параметры регуляторов, исходя из заданной величины перерегулирования и времени регулирования, используя метод логарифмических частотных характеристик.

Провести моделирование работы электропривода на ЭВМ в среде Matlab-Simulink и убедиться в правильности произведенных расчетов и в получении заданных параметров переходных процессов.

Составить пояснительную записку, в которой привести:

Описание электропривода, его электрическую схему.

Структурную схему и ее преобразования к удобному для расчета виду.

Логарифмические характеристики разомкнутых скоростного и путевого контуров.

Расчеты параметров регуляторов, величин перерегулирования, времени регулирования при скачке задающего сигнала, скоростных ошибок при равномерной заводке.

Осциллограммы скорости, угла поворота вала и тока якоря при скачке задающего напряжения, при котором ток не выходит за пределы токоограничения (по этой осциллограмме определяется время регулирования и величина перерегулирования), а также осциллограммы отработки заданного угла поворота вала и осциллограммы при равномерной заводке.

Необходимо также в установившемся режиме работы (при заданной заданном угле поворота вала или при его нулевом значении провести наброс и сброс нагрузки, зарисовать осциллограммы «провала» и «выброса» угла поворота вала двигателя. Определить динамические и статические ошибки и прокомментировать полученные результаты в пояснительной записке.


^ 1.3. Методические указания и рекомендации по проектированию

Дифференциальные уравнения, описывающие двигатель, те же, что и в п. 1.3.

ПИ-регулятор пути выполнять по рис. 4 с теми же ограничениями.

Синтез контура пути с ПИ-регулятором производить при использовании методики синтеза системы типа 2-1-2, описанной в учебном пособии по ТАУ, а синтез с П-регулятором – по методу синтеза системы 1-2.

Структурная схема токового контура имеет следующий вид (рис. 8).

Передаточная функция разомкнутого контура запишется как .

Передаточная функция замкнутого контура при этом определиться как

.

При КРРТ → ∞, что имеет место при релейном регуляторе тока, , т. е. токовый контур становится практически безынерционным.

В данном проекте высокочастотными пульсациями выходного напряжения преобразователя, имеющими место при реальном релейном регулировании тока, можно пренебречь.

Упрощенная структурная схема электропривода при этом становится двухконтурной. Внутренний контур скоростной, а внешний – путевой. Внутренняя отрицательная обратная связь по ЭДС в двигателе не оказывает никакого влияния и в структурной схеме ею можно пренебречь.

При синтезе скоростного и путевого контуров САР необходимо пользоваться понятиями добротности по скорости и по ускорению.

Рекомендуется сначала выбрать желаемую ЛАЧХ разомкнутого путевого контура (типа 2-1-2 для ПИ-регулятора пути или 1-2 для П-регулятора), по заданной величине перерегулирования σ и времени регулирования определить параметры а, b и относительное время регулирования .

Определить частоту среза как .

Построить желаемую ЛАЧХ разомкнутого путевого контура. По ее сопрягающим частотам и добротности по ускорению определить параметры регуляторов скорости и пути.