6.1. Расчет параметров датчиков и регуляторов
Для расчета системы управления электроприводом необходима расчетная схема линеаризованного электропривода с контурами скорости и положения
6.2. Контур скорости
Объект контура скорости описывается передаточной функцией:
В соответствии с принципом последовательной коррекции возможны разнообразные варианты настроек схемы. Настройка на оптимум по модулю (ОМ) гарантирует быстрые апериодические процессы с некоторой скоростной ошибкой отработки управляющих воздействий и затянутую по времени отработку возмущений со значительным перерегулированием, но без установившейся ошибки. Настройка на симметричный оптимум (СО) дает быстрые апериодические процессы с некоторой ошибкой отработки возмущений и затянутую по времени отработку управляющих воздействий со значительным перерегулированием, но без установившейся ошибки.
При Tm ≤ 4Te для настройки на ОМ применяют ПИД-регулятор скорости
Проверим это соотношение:
– коэффициенты
передачи двигателя по скорости и току:
R – сопротивление цепи управления, включающее сопротивления преобразователя и управляемой обмотки двигателя (для асинхронного двигателя):
Рассчитаем механическую постоянную времени:
0.0044
Электромагнитная постоянная времени:
Те = L/R
L12= 3/2*X12/314= 0.072
L1 = X1/314 + L12= 0.074
L2 = X2/314 + L12 =0.074
k1 = L12/L2 = 0.972
k2 = L12/L1 = 0.972
L = 1- k1k2/L1 = 1-0.944/0.074= 0.756 Гн
Те = 0.756/0.423 = 1.75
Тм
4Те
0
условие выполнено
,0044 1.75
Рассчитаем krw – коэффициент передачи регулятора скорости
Тrw1 и Тrw2 – постоянные времени интегрирования и дифференцирования
6.3. Контур положения
Переходим к расчету внешнего контура регулирования положения. После настройки контура скорости считаем его частью объекта управления внешнего контура положения. Передаточная функция такого объекта с оптимизированным контуром скорости и приведенными к одному масштабу входными сигналами:
Используем П-регулятор с контуром компенсации скоростной ошибки, имеющий коэффициент передачи упреждающего блока:
Рассчитаем коэффициент передачи регулятора:
Теперь
полученные значения мы подставляем в
программу eDrive
и пробуем менять
.
При Тинт =10000 и Тдиф=0.01
Сильная колебательность
Время переходного процесса tпп= 0.36
Коэффициент затухания скорости А1/А2 =3.25/2.5 = 1.3
Коэффициент затухания момента А1/А2 = 1.3
Период колебания (момент) Т=0.3-0.13=0.17 Период колебаний (скорость) Т=0.17
Таким образом, добиться затухающего сигнала нам удалось только используя малые значения Trw2, величина Trw1 при этом практически не влияла на результат моделирования.
Самый оптимальный график получается при значениях Тдиф=0.19 и Тинт=100
7. Моделирование замкнутой системы управления
1. Контур скорости: Тpw =100, Tpw =0.19
Контур положения: Tpf =100, Tpf =1
2. Контур скорости: Тpw =100, Tpw =0.19
Контур положения: Tpf =1000, Tpf =0.55
3. Контур скорости: Тpw =100, Tpw =0.19
Контур положения: Tpf =100, Tpf =0.1
4. Контур скорости: Тpw =100, Tpw =0.19
Контур положения: Tpf =1000, Tpf =0.19
Время переходного процесса tпп = 0.33