В рамках этой работы предлагается рассмотреть систему автоматического управления электроприводом с комбинированным управлением, рассчитать ее передаточную функцию, передаточную функцию ошибки, определить подходящий тип регулятора, построить графики зависимостей передаточных функций.

Похожие материалы

· Автоматизированная система регулирования температурного режима процесса брожения биомассы

· Разработка автоматизированной системы управления дозированием флотореагента и воды при дроблении карбида кремния

· Разработка информационной системы учета результатов профориентационной деятельности высших учебных заведений

· Обеспечение охраны труда на железнодорожном транспорте при перевозке горючих веществ

· Компенсация возмущающего воздействия в системе автоматического управления электропривода

Система автоматического управления электроприводом с комбинированным управлением (САУ с КУ) при некоторых условиях может быть инвариантной к задающему воздействию [1].

Рассмотрим структурную схему САУ с КУ, представленную на рисунке 1 [1], где обозначено: g (t) - сигнал управления по задающему воздействию; x (t) - сигнал ошибки; y (t) - выходной сигнал; W (p) - передаточная функция объекта управления; V (p) - передаточная функция прямой ветви управления.

система автоматическое управление комбинированное электропривод

Рисунок 1. Схема САУ с КУ

Передаточная функция САУ с КУ

, (1)

а передаточная функция ошибки

. (2)

Условие полной инвариантности относительно задающего воздействия:

, (3)

при котором Ц (p) = 1, а Ц_x (p) = 0.

Полагая, что объект управления описывается передаточной функцией вида

, (4)

где k_w - коэффициент передачи объекта управления, а T_w1 и T_w2 - постоянные времени объекта управления, очевидно, можно найти такое

, (5)

где k_v - коэффициент усиления ветви управления, а T_v1 и T_v2 - постоянные времени ветви управления.

при котором Ц (p) = 1, а Ц_x (p) = 0.

Подстановка формулы (4) в формулу (1) даёт формулу для расчёта передаточной функции САУ с КУ, которую обозначим как

. (6)

При выполнении условий

k_v = k_w, (7), T_v1 = T_w1, (8), T_v2 = T_w2, (9)

Ц_1x (p) = 1.

При этом передаточная функция ошибки

Ц_1x (p) = Ц₁ (p) - 1 = 0. (10)

Реализовать функцию (5) затруднительно из-за члена , поэтому ограничимся описанием передаточная функция прямой ветви управления в виде:

, (11)

что отвечает ПД-регулятору [2].

Подстановка формулы (11) в формулу (1) даёт формулу для расчёта передаточной функции САУ с КУ, которую обозначим как

. (12)

При выполнении условий (7), (8)

, (13)

т.е. теоретически Ц₂ (p) ? 0, а передаточная функция ошибки

Ц_2x (p) = Ц₂ (p) - 1 ? 0. (14)

На рисунках 2 и 3 показаны рассчитанные по формулам (13) и (14) в программе MathCad [3] графики зависимостей передаточной функций САУ с КУ Ц₂ (k_v) и передаточной функции ошибки Ц_2x (k_v) при значениях t = 0,1c, k_w = 1, T_v1 = T_w1 = 0,01c, T_w_2 = 0,001c, соответственно.

Из расчётов и графиков рисунков 2 и 3 следует, что при изменении k_v=0,8.1,2, т.е. на 20% относительно значения k_w=1, передаточная функция САУ с КУ принимает значения Ц₂ (k_v) = 1,250.0,833, а передаточная функция ошибки - Ц_2x (k_v) =-0,250.0,167, что существенно оказывает влияние на качество регулирования электропривода.

Рисунок 2. График зависимости Ц₂ (k_v) при значениях t = 0,1c, k_w = 1, T_v1 = T_w1 = 0,01c, T_w2 = 0,001c

Рисунок 3. График зависимости Ц_2x (k_v) при значениях t = 0,1c, k_w =1, T_v1 = T_w1 = 0,01c, T_w2 = 0,001c

Таким образом, в качестве прямой ветви управления САУ с КУ допустимо использование ПД-регулятора, на пропорциональную часть коэффициента передачи которого накладываются жёсткие требования временной и температурной стабильности, а также возможность прецизионной настройки при наладке электропривода.

Список литературы

1. Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. - Спб.: Изд-во "Профессия", 2003. - 748 с.

2. Удут Л.С. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Часть 1. Введение в технику регулирования линейных систем. Часть 2. Оптимизация контура регулирования: учебное пособие / Л.С. Удут, О.П. Мальцева, Н.В. Кояин. - 2-е изд., перераб. и доп. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. - 156 с.

3. Половко А.М. Mathcad для студента / А.М. Половко, И.В. Ганичев. - Спб.: БХВ-Петербург, 2006. - 336 с.

Размещено на Allbest.ru