2.4. Расчет системы с последовательным корректирующим устройством

2.4.1. Составление структурной схемы системы и расчет ее параметров

Структурная схема системы составляется по функциональной схеме (рис. 2а). Каждому элементу функциональной схемы ставятся в соответствие передаточная функция одного или нескольких определенным образом включенных элементарных динамичес-

тем значения , подставить в выражение (61) и, за-

даваясь различными значениями , рассчитать переходную характе­ристику . По полученным результатам построить график. и оценить показатели качества переходного процесса скорректиро­ванной системы.

Расчет переходной характеристики по теореме разложения мо­жет быть выполнен и с помощью ЭВМ. В этом случае необходимо оз­накомиться с программой расчета и привести в пояснительной за­писке ее блок-схему и результаты расчета на ЭВМ.

2.7. Описание работы принципиальной схемы системы

Необходимо рассмотреть отдельно работу силовой цепи и сис­темы управления электроприводом в наиболее характерных режимах. Описать настроечный режим, применяющиеся в схеме зашиты, порядок включения привода в работу. Эти вопросы изложены в /3, 10/.

Наиболее рациональным подходом в этом случае является использование существующих систем автоматизированного проектирования (САПР), в которые уже золожен некоторый набор готовых и апробированных алгоритмов. Современные версии всех этих пакетов позволяют осуществлять численное моделирование систем и процессов управления в них на достаточно высоком уровне с использованием широкого спектра средств визуального представления результатов. Однако наиболее приспособленой для решения конкретных инженерных задач в области электроенергетики является система MATLAB+Simulink компании MathWorks Inc.

В этом случае моделирование производят путем ввода соответствующих команд в рабочую область. При этом используется тулбокс, который называется Cont­rol System Toolbox. Этот тулбокс представляет собой библиотеку алгоритмов, содержащихся в функциональных файлах и реализующих наиболее общие методы расчета и анализа САУ. Команды, вводимые в рабочую зону MATLAB выполняются последовательно - (имитация потока данных).

При использовании команд Cont­rol System Toolbox соответствующий алгоритм вычислений лучше всего представлять в виде текста программы так называемого m-файла. MATLAB допускает использование двух типов m-файлов: файлов-сценариев (Script-файлов) и файлов-функций. Более предпочтительным является применение файлов-сценариев, который представляет собой последовательную запись серии команд без входных и выходных параметров. Он имеет структуру, приведенную на рис. 10.

Рис. 10. Внутренняя структура файла-сценария

Текст программы набирается при помощи встроенного в MATLAB редактора и может быть вызван на выполнение из командной строки путем ввода индивидуального имени файла.

В нашем случае необходимо использовать две стандартные функции: tf и step.

Функция tf служит для ввода передаточной функции передаточной функции.

Функция имеет синтаксис:

Имя передаточной функции = tf(числитель, знаменатель)

Здесь: числитель и знаменатель – векторы-строки коэффициентов полиномов дробного выражения передаточной функции, расположенные по порядку убывания степени переменной .

Функция step служит для определения и построения графика переходной характеристики .

Функция имеет синтаксис:

Step (Имя передаточной функции)

Конкретный вид файла-сценария имеет вид:

% Ввод значений параметров передаточной функции

Кс=2.5;Tмс=0.25;

% Формирование передаточной функции

Wс=tf(Кс,[2*Тмс*Тмс 2*Тмс 1]);

% Постороение кривой переходного процесса

step(Wс)

На рис. 11 приведен пример характеристики САУ, имеющей передаточную функцию (55).

Рис. 11. Определение показателей качества путем использования функции step

Здесь путем использования интерактивного меню выведены точки максимального значения (Peak Response), установившегося значения (Steady State), перерегулирования % и времени окончания переходного процесса с (Steady State).

Приложение 1

Технические данные продольно-строгалъных станков

№ п.п.	Наименование	Обозначение	Единицы измерения	Варианты
				1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	Масса стола			0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	3,0	4,0	5,8	12,0	20,0	45,0	80,0
2	Масса детали			0,5	2,0	1,5	1,8	3,2	4,5	5,0	5,5	7,0	8,0	4,0	40,0	90,0	160,0
3	Длина стола		м	1,8	1,7	1,8	3,5	1,6	1,8	2,0	2,3	2,5	3,0	1,5	4,0	6,0	5,5
4	Количество вертикальных суппортов		шт.	1	1	1	2	2	2	2	2	2	2	1	2	2	2
5	Количество горизонтальных суппортов		шт.	1	1	1	2	1	2	2	2	2	2	1	2	3	3
6	Максимальное усилие резания по суппорту			0,5	0,5	0,6	1,5	0,6	0,8	0,6	1,0	1,0	1,2	0,6	1,5	1,2	1,0
7	Скорость резания			0,7	0,7	0,8	0,5	1,0	0,8	0,6	0,6	0,6	0,7	1,0	0,5	0,4	0,4
8	Быстрое перемещение стола			1,4	1,5	1,6	1,0	1,2	1,6	1,2	1,0	1,0	1,0	1,8	0,8	0,8	0,8
9	Скорость входа резца в металл			0,25	0,25	0,25	0,15	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	1,15	0,15	0,15
10	Скорость выхода резца из металла			0,4	0,4	0,3	0,2	0,3	0,3	0,2	0,2	0,2	0,2	0,3	0,2	0,2	0,2
11	Статизм замкнутой системы		%	1,0	1,5	0,5	1,0	1,0	0,5	1,5	1,5	0,5	1,0	1,5	0,5	1,0	1,0
12	Время регулирования		с	0,5	2,0	1,0	1,5	1,5	0,5	1,0	1,5	1,0	0,5	0,5	1,0	1,5	0,5
13	Перерегулирование		%	35,0	25,0	40,0	30,0	15,0	20,0	18,0	10,0	24,0	22,0	35,0	20,0	10,0	35,0

№ п.п.	Наименование	Обозначение	Единицы измерения	Варианты
					15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28
1	Масса стола				15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	3,0	1,5
2	Масса детали				100,0	75,0	50,0	75,0	45,0	20,0	10,0	9,0	8,0	6,0	5,5	4,5	5,5	3,0
3	Длина стола		м		150,0	125,0	75,0	100,0	90,0	60,0	15,0	18,0	15,0	12,0	10,0	9,0	1,6	1,5
4	Количество вертикальных суппортов		шт.		9,0	7,0	6,0	7,0	6,0	4,0	3,5	3,0	3,0	2,5	2,0	2,0	1	1
5	Количество горизонтальных суппортов		шт.		2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	1	1	1	1
6	Максимальное усилие резания по суппорту				3	3	3	3	3	2	2	2	2	2	2	1	0,5	0,5
7	Скорость резания				1,0	1,0	1,0	1,2	0,8	0,8	0,8	0,6	0,6	0,6	0,5	0,5	1,2	1,2
8	Быстрое перемещение стола				0,3	0,3	0,4	0,3	0,4	0,5	0,6	0,6	0,8	0,8	1,0	1,0	1,5	1,5
9	Скорость входа резца в металл				0,7	0,7	0,9	0,7	1,0	1,0	1,0	1,2	1,6	1,5	1,5	1,6	0,20	0,20
10	Скорость выхода резца из металла				0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,20	0,20	0,20	0,20	0,3	0,4
11	Статизм замкнутой системы		%		0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	1,0	0,5
12	Время регулирования		с		1,5	0,5	1,0	1,0	0,5	1,5	1,5	0,5	1,0	1,5	0,5	1,0	1,5	0,5
13	Перерегулирование		%		2,0	1,0	1,5	1,5	0,5	1,0	1,5	1,0	0,5	0,5	1,0	1,5	15,0	20,0