Синтез системы автоматического регулирования положения исполнительного органа электропривода с зависящим от скорости моментом сопротивления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кубанский государственный технологический университет

Синтез системы автоматического регулирования положения исполнительного органа электропривода с зависящим от скорости моментом сопротивления

Добробаба Юрий Петрович к.т.н., профессор

Луценко Артём Юрьевич аспирант

Аннотация

Синтезирована система автоматического регулирования положения исполнительного органа электропривода с зависящим от скорости моментом сопротивления

Ключевые слова: позиционный электропривод; система автоматического регулирования; исполнительный орган; синтез; контур скорости; контур тока; контур положения

В настоящее время позиционный программно-управляемый электропривод находит все более широкое применение в различных отраслях промышленности.

В работе [1] синтезирована система автоматического регулирования (САР) с постоянным по величине моментом сопротивления методом синтеза систем подчиненного регулирования по универсальным эталонным передаточным функциям, имеющим в числителе полином нулевой степени.

На рисунке 1 представлена САР положения исполнительного органа электропривода с зависящим от скорости моментом сопротивления.

Рисунок 1. САР положения исполнительного органа электропривода с зависящим от скорости моментом сопротивления

На рисунке приняты обозначения:

ФКП - фильтр контура положения;

РП - регулятор положения;

ККС - корректор контура скорости;

ФКС - фильтр контура скорости;

РС - регулятор скорости;

РТ - регулятор тока;

ИП - импульсный преобразователь;

КУ - компенсирующее устройство;

- задающее напряжение контура положения, В;

- задающее напряжение контура скорости, В;

- задающее напряжение контура тока, В;

- напряжения, приложенное к якорной цепи электродвигателя, В;

- ток якорной цепи электродвигателя, А;

- момент сопротивления электропривода, не зависящий от скорости, Н•м;

- угловая скорость исполнительного органа электропривода,

- угол поворота исполнительного органа электропривода, рад;

- коэффициент усиления ИП;

- коэффициент пропорциональности между скоростью и ЭДС электродвигателя,

- коэффициент пропорциональности между током и моментом электродвигателя, В•с;

- сопротивление якорной цепи электродвигателя, Ом;

- индуктивность якорной цепи электродвигателя, Гн;

- момент инерции электропривода, кг•м²;

- коэффициент пропорциональности между скоростью исполнительного органа электропривода и моментом сопротивления,

- коэффициент обратной связи по току, Ом;

- коэффициент обратной связи по скорости,

- коэффициент обратной связи по положения,

- коэффициент усиления РП;

- постоянные времени ККП, с;

- постоянная времени ФКС, с;

- динамический коэффициент РС;

- постоянная времени РС, с;

- постоянные времени ККС, с;

- динамический коэффициент РТ;

- постоянная времени РТ, с;

- комплексный параметр преобразования Лапласа,

Синтез контура тока

Для компенсации влияния отрицательной внутренней обратной связи по ЭДС двигателя используется компенсирующее устройство с передаточной функцией .

Для контура тока справедливо уравнение

Если выбрать постоянную времени регулятора тока равную

то передаточная функция контура тока по каналу «задающее напряжение контура тока - ток якорной цепи электродвигателя» принимает вид

При выборе динамического коэффициента регулятора тока равным

передаточная функция контура тока по каналу «задающее напряжение контура тока - ток якорной цепи электродвигателя» имеет вид передаточной функции первого порядка с постоянной времени

,

где - некомпенсированная постоянная времени, с.

Синтез контура скорости

Для контура скорости справедлива система уравнений:

Если выбрать постоянную времени корректора контура скорости равную

то передаточные функции контура скорости по каналам «задающее напряжение контура скорости - угловая скорость исполнительного органа электропривода» и «момент сопротивления электропривода - угловая скорость электропривода» принимают вид:

При выборе параметров регулятора скорости и фильтра контура скорости равными:

передаточные функции контура скорости по каналам «задающее напряжение контура скорости - угловая скорость исполнительного органа электропривода» и «момент сопротивления электропривода - угловая скорость исполнительного органа электропривода» принимают вид:

Передаточная функция контура скорости по каналу управления «задающее напряжение контура скорости - угловая скорость исполнительного органа электропривода» соответствует универсальной эталонной передаточной функции третьего порядка, имеющей в числителе полином первой степени, с постоянной времени .

Синтез контура положения

Для контура положения справедлива система уравнений:

Если выбрать постоянную времени корректора контура положения равной

то передаточные функции контура положения по каналам «задающее напряжение контура положения - угол поворота исполнительного органа электропривода» и «момент сопротивления электропривода - угол поворота исполнительного органа электропривода» принимают вид:

При выборе параметров регулятора положения, фильтра контура положения и корректора контура положения равными

передаточные функции контура положения по каналу «задающее напряжение контура положения - угол поворота электропривода» и «момент сопротивления электропривода - угол поворота электропривода» принимают вид:

Передаточная функция контура положения по каналу управления «задающее напряжение контура положения - угол поворота электропривода» соответствует эталонной передаточной функции четвертого порядка с постоянной времени .

Предлагаемая САР положения исполнительного органа электропривода с зависящим от скорости моментом сопротивления обеспечивает предельное быстродействие контуров тока, скорости и положения.

автоматический синтез электродвигатель

Список литературы

1. Добробаба Ю.П., Прохоренко Д.С. Позиционный программно-управляемый электропривод. Патент РФ на изобретение № 2401501. Опубл. 10.10.2010 Бюл. №28.

Размещено на Allbest.ru