Курсовая работа (т): Анализ и синтез системы автоматического управления электропривода блюминга

3.2 Регулятор скорости

Рисунок 3.2 - Контуры регулирования тока и скорости

Найдем передаточную функцию объекта контура скорости:

Передаточная функция части объекта, которая компенсируется регулятором скорости:

.

Передаточная функция регулятора скорости с учетом того, что малая постоянная времени контура скорости равен 2Тμ, будет иметь вид:

Передаточная функция разомкнутого оптимизированного контура скорости будет иметь вид:

Передаточная функция разомкнутого оптимизированного контура скорости:

.

4. Составление структурной схемы САУ

4.1 Структурная схема механической части

4.2 Структурная схема двигателя постоянного тока

Структурная схема ДПТ с НВ:

4.3 Структурная схема тиристорного преобразователя

4.4 Структурная схема датчиков цепей обратных связей

Обратная связь по скорости:

Обратная связь по току:

4.5 Структурная схема регулятора скорости

4.6 Структурная схема регулятора тока

4.7 Структурная схема (полная) САУ

Структурная схема САУ с подчиненным регулированием без учета упругости механической передачи приведена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.2 - Структурная схема САУ с подчиненным регулированием без учета упругости механической передачи

Структурная схема системы автоматического управления с подчиненным регулированием с учетом упругости механической передачи приведена на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 - Структурная схема САУ с подчиненным регулированием с учетом упругости механической передачи

5. Определение передаточных функций САУ по управляющему и возмущающему воздействиям

5.1 Вывод передаточной функции САУ по управляющему воздействию

Мс=0.

Преобразуем схему, пренебрегая обратной связью кФ:

Определим постоянные времени:

электрический автоматический управление устойчивость

5.2 Вывод передаточной функции САУ по возмущающему воздействию

Преобразуем схему:

6. Исследование САУ на устойчивость

6.1 Алгебраические критерии устойчивости

Устойчивостью называют свойство системы возвращаться в исходный или принимать новый установившийся режим после всякого выхода из него в результате какого-либо воздействия.

Система устойчива, если ее выходная величина остается ограниченной в условиях действия на систему ограниченных по величине возмущений.

Критерий устойчивости Рауса - Гурвица

Запишем характеристическое уравнение нашей системы:

Так как определитель Гурвица больше нуля, то система устойчива.

Корневой метод

Условие устойчивости: все корни характеристического уравнения Q(p) должны лежать слева от мнимой оси.

Запишем характеристическое уравнение системы:

Действительные части корней - отрицательные, поэтому делаем вывод, что система устойчива и дополнительной коррекции не требует.

6.2 Частотные критерии устойчивости

Критерий устойчивости Михайлова.

Критерий Михайлова формируется так: система устойчива, если годограф Q(jw), начинаясь на действительной положительной полуоси, огибает против часовой стрелки начало координат, проходя последовательно n квадрантов, где n - порядок системы.

Запишем характеристическое уравнение системы:

Заменим р на jω:

Выделим мнимую и действительную часть

Построим годограф Михайлова с помощью прикладной программы MathCad:

Рисунок 6.1 - Годограф Михайлова

Т.к. годограф последовательно проходит через четыре квадранта, огибая начало координат против часовой стрелки, окончательно можно сделать вывод, что система устойчива.

Построим график переходных процессов.

Рисунок 6.2 - График переходного процесса

7. Определение показателей качества САУ

7.1 Определение показателей качества САУ методами теории автоматического управления

Характеристический полином:

Корни характеристического уравнения:

-08324630.17189j

54,71524

Берем корни лежащие ближе к мнимой оси.

-08324630.17189j

α= -0.83246

β= 30,17189j

Показатели качества регулирования:

.Запас устойчивости:

2. Время регулирования:

где Δ - ошибка регулирования (Δ = 5%)

3. Колебательность

2.      Перерегулирование

3.      Демфирование