Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Организация и проведение курсов профессиональной переподготовки для жителей столичного мегаполиса по теме «Специалист по организации работы с молодеж...полностью>>
'Биография'
На открытых обсуждениях вопросов основанной мной антропософии в последнее время стали приводиться сведения и суждения о моей жизни. Из того, что было...полностью>>
'Документ'
Ведущий: Уважаемые гости! Уважаемые участники игры! Сегодня мы с вами собрались здесь с одной целью - уз­нать, кто же из участников игры - самый умны...полностью>>
'Курсовая'
Актуальность темы исследования. В современном мире с появлением средств массовой информации чрезвычайно возросла роль технических средств информации:...полностью>>

Лекция 23 Двухконтурная система с пи-регулятором скорости

Главная > Лекция
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Лекция 23

Двухконтурная система с ПИ-регулятором скорости

Структурная схема системы с ПИ-регулятором скорости представлена на рис. 23.1. ПИ- регулятор момента с коэффициентом передачи Кп1 и временем изодрома Ти1 представлен на рис.23.1 детализированной структурной схемой. Аналогично представлен ПИ-регулятор скорости с коэффициентом передачи Кп2 и временем изодрома Ти2 Через ps1 и ps2 обозначены ошибки соответственно на входах контуров регулирования момента и скорости. Выходное напряжение uзад(м) регулятора скорости является задающим для подчиненного контура регулирования момента.

Математическая модель системы содержит 5 уравнений состояния

Tпр d0/dt= - 0 +Kпр uу

Tэ = 0 - M- 1,

J = M- Mc

= ps1

= ps2,

где к известным переменным состояния, характеризующим энергети-ческую подсистему ЭМС, добавлены выходы интеграторов ПИ-регу-ляторов yp1 и yp2 , , характеризующие состояние информационной подсистемы.

Для формирования модели к уравнениям состояния следует добавить уравнения связей, по существу, формирующие из задающего воздействия и координат состояния управляющее воздействие uу на входе управляемого преобразователя (или на входе энергетической подсистемы). Как видно последнее связано с ошибками ps2( на входе регулятора скорости) и ps1 (на входе регулятора момента )

ps2 uзад - К 1

ps1 ps2Кп2 - Км М+ yp2п2и2)

uу=ps1Кп1 +п1и1)yp1

Исключая переменные ( в виде ошибок) из уравнений связи (последовательно, начиная с первого), получим

uу= Кп1 Кп2 uзад - Кп1 Кп2 К 1 - Кп1 Км М + yp1п1и1) - yp2п1Кп2и2)

Оптимизация контуров регулирования

Внутренний (подчиненный ) контур регулирования момента имеет унифицированную структуру и содержит ПИ-регулятор момента , пара-метры которого выбираются из условия настройки контура на технический оптимум, т.е.

Ти1= Тэ ; Тпр1 ; Кп 1э / 2КпрTпр Км

Передаточная функция замкнутого контура регулирования момента примет вид

,

или после известного упрощения

.

Тогда структурная схема контура регулирования скорости примет вид

Передаточная функция разомкнутого контура

Wp(p)=1(p)/ ps*2(p)=

Сравнивая ее с передаточной функцией эталонной системы, настроенной на симметричный оптимум

и принимая в качестве малой некомпенсированной постоянной времени величину 2Тпр2=2 Т1. получим параметры ПИ-регулятора скорости: время изодрома

Ти2= 4 Т2 = 8Тпр

и коэффициент передачи Кп2 из условия

22= КмТм4Т2 / Кп2К

Следовательно, Кп2 = КмТм / К 2

или

Кп2 = КмТм / Кпр

Статические и динамические характеристики контура с такими настройками относительно задающего (управляющего) воздействия соответствуют характеристикам стандартной системы, настроенной на симметричный оптимум. Передаточная функция замкнутого контура по управлению имеет вид

,

или

.

При этом

а) Контур не имеет статической и скоростной ошибки, относительно сигнала задания (система обладает астатизмом второго порядка по управлению). В литературе часто такую систему называют двукратно-интегрирующей.

б) Время переходного процесса по управлению составляет величину

tп  12Т2  24Т1  24Тпр ,

однозначно определяется величиной постоянной времени управляемого электрического преобразователя и в 4 раза превышает время переходного процесса в контуре регулирования момента.

в) Перерегулирование при отработке скачка задания контуром, настроенным на симметричный оптимум, составляет, как известно, величину 43%. Для уменьшения его до величины 8.3% на входе контура, в канале формирования сигнала задания устанавливается фильтр в виде апериодического звена с передаточной функцией

Wф(p)=uзад (p)/ uвх(p)= 1/ (Тфp +1),

причем постоянная времени фильтра выбирается из условия компенсации числителя передаточной функции замкнутой системы, т.е.

Тф= 4 Т2  8Т1  8Тпр.

Для учета такого фильтра математическую модель системы следует дополнить еще одним уравнением

Рассмотрим далее характеристики контура относительно возму-щающего воздействия (момента нагрузки Мс)

Преобразуя схему известным образом, получим

1

Передаточная функция системы по возмущению

Wв(p)=

или с учетом выражения для коэффициента передачи ПИ-регулятора оптимизированного контура

Кп2 = КмТм / Кпр

Wв(p)=

Найдем операторное изображение ошибки контура (p) в виде изменения скорости, обусловленного скачкообразным приложением момента статической нагрузки при нулевом задании по скорости и нулевых начальных условиях

(p) =

Находя установившееся значение ошибки в системе как

,

установим, что эта ошибка равна нулю при любом моменте нагрузки Мс , и следовательно, в пределах зоны пропорциональности УПП механические характеристики определяются выражением

1=зад

и по форме не отличаются от аналогичных характеристик одноконтурной системы регулирования скорости с ПИ-регулятором.

Для оценки характера процесса парирования скачкообразного возмущения определим переходную характеристику системы по возмущению, используя операторное изображение ошибки

(t) =

Корни полинома знаменателя выражения, заключенного в фигурные скобки, известны:

p1= -1/ 2T2=-1/4Tпр;

p2,3= -1/ 4T2 j3/ 4T2=-1/ 8Tпр j3/ 8Tпр

Используя формулу разложения, находим

(23.1)

График полученной зависимости представлен на рис. 23. 4.


Рис. 23. 4


Анализ ее показывает, что время парирования возмущения равно времени переходного процесса по управлению, т.е. tп 24 Тпр и вдвое превышает время парирования возмущения в ранее рассмотренной системе с П-регулятором и настройкой на технический оптимум

Для приближенной оценки максимального значения динамического отклонения скорости макс заметим, что оно имеет место в момент времени t*6 Тпр. Подставляя значение t* в формулу 23.1, получим

макс (t*) 3.54 (Мс/J) Тпр

Настройка контура регулирования скорости на симметричный оптимум широко используется на практике в связи с простотой технической реализации и наличием астатизма первого порядка по возмущению. Однако, как было установлено, перерегулирование при реакции на скачок управляющего воздействия в 10 раз больше , чем в системе , с контуром скорости, настроенным на технический оптимум. Снижение величины перерегулирования без использования входного сглаживающего фильтра и при сохранении астатизма по моменту нагрузки. свойственного двукратноинтегрирующей системе, возможно в трехконтурной системе регулирования скорости.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Внутренний предиктор СССР (1)

    Документ
    © Публикуемые материалы являются достоянием Русской культуры, по какой причине никто не обладает в отношении них персональными авторскими правами. В случае присвоения себе в установленном законом порядке авторских прав юридическим
  2. Внутренний предиктор СССР мёртвая вода

    Документ
    © Публикуемые материалы являются достоянием Русской культуры, по какой причине никто не обладает в отношении них персональными авторскими правами. В случае присвоения себе в установленном законом порядке авторских прав юридическим
  3. От “социологии” к жизнеречению

    Документ
    © Публикуемые материалы являются достоянием Русской культуры, по какой причине никто не обладает в отношении них персональными авторскими правами. В случае присвоения себе в установленном законом порядке авторских прав юридическим
  4. Библиографический указатель 2009 2010 гг

    Библиографический указатель
    При работе над указателем использованы электронный каталог фонда библиотеки РГУПС, списки научных работ, представленные авторами, база данных «Труды ученых РГУПС» и издания отраслевых информационных институтов.
  5. Курс лекций по дисциплине: «Охрана окружающей среды и энергосбережение» Городок 2011

    Курс лекций
    Курс лекций по дисциплине: «Охрана окружающей среды и энергосбережение» составлен для учащихся специальностей: 2-74 06 01 «Техническое обеспечение процессов сельскохозяйственного производства»; 2-74 06 06 «Материально-техническое

Другие похожие документы..