Описание исследуемой системы и её характеристики.

В данном курсовом проекте необходимо провести исследование автоматизированного электропривода постоянного тока, функциональная схема которого (рисунок 3) включает два контура регулирования: внутренний – контур регулирования тока и внешний – контур регулирования скорости. Регулятор тока в соответствии с алгоритмом его функционирования формирует диаграмму изменения тока якорной цепи двигателя. В контур регулирования тока входят регулятор тока (РТ), тиристорный преобразователь (ТП), звено, учитывающее электромагнитную инерцию двигателя постоянного тока (Д₁), и датчик тока (ДТ). На входе регулятора тока происходит сравнение сигнала задания тока i₃ с выхода регулятора скорости с сигналом, пропорциональным фактическому току двигателя i с выхода датчика.

Рисунок 3. Функциональная схема САУ.

В контур регулирования скорости входят регулятор скорости (РС), замкнутый контур регулирования тока, звено, учитывающее механическую инерцию двигателя постоянного тока (Д₂), и датчик скорости. Сигнал задания для системы в целом формируется задатчиком интенсивности (ЗИ), обеспечивающим необходимый темп изменения скорости и её установившееся значение. В остальном принцип функционирования контура скорости аналогичен контуру тока. При необходимости ограничение значений координат электропривода i и U_ТП может осуществляться нелинейными обратными связями, охватывающими соответствующие регуляторы.

На основании функциональной схемы электропривода составили структурную схему системы (рисунок 4), которая является основной исходной расчетной схемой.

Рисунок 4. Структурная схема САУ.

Для произведения расчетов имеются следующие параметры:

Т_Я = 0,04 - электромагнитная постоянная времени электропривода (с);

Т_М = 0,076 -электромеханическая постоянная времени электропривода (с);

ρ = 0,076 -сопротивление якорной цепи;

Т_П = 0,01 -постоянная времени преобразователя;

К_ДТ = 0,03 -коэффициент передачи датчика тока;

К_ДС = 1 -коэффициент передачи датчика скорости;

К_П =2,4 -коэффициент передачи тиристорного преобразователя энергии.

2.2 Синтез системы и определение передаточных функций

2.2.1 Преобразование структурной схемы.

Преобразуем структурную схему (рисунок 4) к стандартному виду, когда все звенья сосредоточены в прямом канале системы, внутренние обратные связи отсутствуют, возмущающее воздействие приложено к выходу системы, а главная обратная связь является единичной.

Используя правило последовательного соединения элементов заменим регулятор тока и тиристорный преобразователь эквивалентным звеном:

(2.1)

Рисунок 5. Преобразованная функциональная схема.

Затем перенесем сумматор и получим звено с обратной связью:

(2.2)

Рисунок 6. Стандартный вид.

Используя правило обратной связи преобразуем схему следующим образом:

(2.3)

Рисунок 7. Преобразованная схема.

Затем перенесем сумматор и получим следующую схему:

Рисунок 8. Схема с перенесенным сумматором.

Затем опять воспользовавшись правилом обратной связи:

 

(

(2.4)

Рисунок 9. Конечный вид.

 

Перенеся узел суммирования на выход системы, окончательно получим схему, по которой можно непосредственно записать все требуемые передаточные функции:

Рисунок 10. Итоговая Схема.

Синтез системы.

Синтез системы автоматического управления является основной стадией проектирования, сущность которой заключается в таком выборе структуры системы, ее параметров и технической реализации, при котором обеспечиваются требуемые показатели качества регулирования.

В нашем случае корректирующим устройством является усилительное звеном К_РС. Коэффициент усиления этого звена равен порядковому номеру студента:

W_РС= К_РС

К_РС=24