Синтез токового контура и построение соответствующих ЛАЧХ и ФЧХ

Задачей синтеза является определение передаточных функций корректирующих звеньев, т.е. при синтезе токового канала – определение передаточной функции регулятора тока согласно структурной схеме РЭП.

Задачей синтеза является определение передаточных функций корректирующих звеньев, т.е. при синтезе токового канала - определение передаточной функции регулятора тока согласно структурной схеме СЭП.

1) Объект регулирования:

.

Желаемая передаточная функция определяется для разомкнутого контура, т.е.

- интегральное звено.

> с.

Принимаем с - малая некомпенсированная постоянная времени, при которой тиристорный преобразователь способен нормально работать, - число пульсаций ТП.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 140604.65.4.ПЗ.

2) Передаточная функция регулятора тока:

, где

- коэфф-т пропорциональности;

- постоянная интегрирования.

Таким образом, передаточная функция ПИ-регулятора тока будет описываться как:

.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 140604.65.4.ПЗ.

3) Передаточная функция разомкнутого контура тока:

 

4) Передаточная функция замкнутого контура тока:

- контур тока представляет собой апериодическое звено с некомпенсированной постоянной времени с и коэффициентом пропорциональности .

 

5) Построение ЛАЧХ (логарифмических амплитудно-частотных

характеристик) для контура тока.

Построение ЛАЧХ (логарифмических амплитудо-частотных характе-ристик) для контура тока:

а) , [Дб], где

- амплитудная характеристика.

Желаемая передаточная функция:

- интегральное звено.

 

Частота среза:

с^-1 - точка пересечения.

Дб

 

ЛАЧХ вида «1»: .

Объект регулирования:

- апериодическое звено.

Частота сопряжения:

с^-1 - точка излома.

Коэффициент объекта регулирования: , тогда

Дб;

б) регулятор тока:

Т.к. , то

.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 140604.65.4.ПЗ.

Т.е. для определения ЛАЧХ РТ графическим методом необходимо найти разность и .

Характерные точки и интервалы:

- интегральная составляющая («1»).

Точка, в которой Дб - точка пересечения, т.е.

с^-1.

Точка с^-1 - точка излома.

- пропорциональная составляющая.

, тогда как

Дб.

Строим ЛАЧХ

5) Построение ФЧХ (фазо-частотных характеристик) для контура тока:

ФЧХ: , где

- мнимая составляющая;

- действительная составляющая передаточной функции

Желаемая передаточная функция контура тока

.

Таким образом, ; .

.

Критерий устойчивости:

;

.

Тогда значение перерегулирования:

,

т.е. перерегулирование по току отсутствует. Строим ФЧХ (рис. 3).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 140604.65.4.ПЗ.

Синтез контура скорости. Построение ЛАЧХ и ФЧХ.

Задачей синтеза контура скорости является определение передаточной функции регулятора скорости.

Для получения абсолютно жестких статических характеристик синтез скоростного канала будем производить по симметричному оптимуму, когда постоянная времени , , находится в таком соотношении друг с другом, когда

, т.е.

с, с, с.

1) Желаемая передаточная функция разомкнутого контура определится как:

.

Объект регулирования:

,

, т.е.

.

Передаточная функция регулятора скорости:

, где

,

с.

Таким образом, передаточная функция регулятора скорости описывает ПИ-звено, т.е. РС - ПИ-регулятор:

.

Определим передаточную функцию замкнутого контура скорости:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 140604.65.4.ПЗ.

.

В числителе передаточной функции получили форсирующее звено , для его устранения на вход замкнутой системы вводят фильтр:

.

Постоянную времени фильтра выбирают таким образом, чтобы с, тогда передаточная функция системы определится как:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 140604.65.4.ПЗ.

.

.

2) Построение ЛАЧХ для контура скорости:

Желаемая передаточная функция:

.

Геометрическая средняя частота:

с^-1, .

Частота сопряжения:

с^-1, - точка излома;

с^-1, - точка излома.

Частоты среза:

- при : с^-1; наклон: -40 Дб;

- при : с^-1; наклон: -20 Дб;

- при : наклон: -40 Дб.

Получили ЛАЧХ вида «2-1-2».

Дб

 

Объект регулирования:

, где

с.

Частота сопряжения:

с^-1 - точка излома.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 140604.65.4.ПЗ.

Частоты среза:

- при : с^-1; наклон: -20 Дб;

- при : наклон: -40 Дб.

Дб

Регулятор скорости:

,

, с.

Частота сопряжения:

с^-1 - точка излома.

Частота среза:

- при : с^-1 - точка среза; наклон: -20 Дб;

- при : наклон отсутствует. ЛАЧХ определяется как

Дб

 

Строим ЛАЧХ (рис. 4)

 

3) Построение ФЧХ для контура скорости:

ФЧХ: , где

- мнимая составляющая;

- действительная составляющая передаточной функции

Желаемая передаточная функция контура скорости

.

при .

Критерий устойчивости:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 140604.65.4.ПЗ.

.

Строим ФЧХ.

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

24

КП 140604.65.4.ПЗ.

Заключение

В ходе выполнения данной работы был спроектирован и рассчитан РЭП на базе БТУ-3601 с обратными связями по скорости и току.

В частности был, произведён выбор основного электрооборудования, составлены структурная схема электропривода.

Был проведен синтез отдельных контуров, согласно задания, были рассчитаны передаточные функции и определены структуры регуляторов. Так в качестве регулятора тока и регулятора скорости были выбраны ПИ-регуляторы. Передаточная функция регулятора скорости содержит форсирующее звено.

В ходе работы были определены логарифмические и амплитудно - частотные и фазочастотные характеристики, и по ним была дана оценка качества переходных процессов.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

25

КП 140604.65.4.ПЗ.

Список литературы

1. Башарин А.В., Новиков В.А.. Соколовский Г.Г.-Упарвление электроприводами.- Л.Энергоиздат, 1982.

2. Справочник по автоматизированному электпрприводу. Елисеев В.А., Шинянский А.В.- М. Энергоиздат, 1983.

3. Техническое описание и инструкция по эксплуатации устройств управления БТУ 3601.

4. Суптель А.А. Системы управления электроприводами. Чув ун-т, г. Чебоксары, 2001

5. Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 4. Использование электрической энергией / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). – 8-е изд., испр. И доп. – М.: Издательство МЭИ, 2002

6. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.2 Электротехнические изделия и устройства / Под общ. ред. Профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. И.Н. Орлов) – 9-е изд., стер. – М.: Издательство МЭИ, 2003