Расчет наблюдателя. 
Проектирование современного регулирующего устройства для электропривода станка с числовым программным управлением типа 16Б16Т1 c упругой нелинейной механической системой

Расчёт наблюдателя осуществляется по методике, взятой из [4, с. 159]. Произведем расчет коэффициентов связи наблюдателя — .

Для более ощутимого эффекта наблюдателя С12 была уменьшена до 3 НМмМс/рад.

Вначале определим собственную частоту и постоянную времени не демпфированных колебаний ДУМС:

=;

.

Затем зададимся величиной, определяющей быстродействие наблюдателя.

Пусть:

.

Отсюда коэффициенты наблюдателя:

;

;

;

.

Схема моделирования наблюдателя приведена на рис. 4.7 (файл Nabl. mdl).

Рис. 4.7. Структурная схема РЭП с наблюдателем

Проверка работоспособности наблюдателя осуществляется с помощью модели из файла Nabl1.mdl. Результаты показаны на рис. 4.8.

Рис 4.8а. Зависимости Щ2(t) с механики и с Рис 4.8б. Зависимости Щ2(t) с механики и с наблюдателя при подаче на контур скорости наблюдателя при подаче на контур скорости ступеньки величиной 10 В ступеньки величиной 0.01 В

Проверка показала, что угловые скорости, ускорение и момент сопротивления восстанавливаются, но с погрешностями.

Введём обратные связи, как это предложено в [4], и промоделируем, используя модель из файла Nabl2.mdl. В результате моделирования оказалось, что модель РЭП с наблюдателем и с дополнительными обратными связями по ускорению и по упругому моменту лучше других согласуется с требованиями ТЗ. На рис. 4.8 изображен результат моделирования такой системы.

Рис 4.9а. Зависимости Щ2(t) схемы из файла Рис 4.9б. Зависимости Щ2(t) схемы из файла Nabl2. mdl при подаче на контур скорости Nabl2. mdl при подаче на контур скорости тупеньки величиной 10 В ступеньки величиной 0.01 В

Анализ графика на рис. 4.9а: время переходного процесса: 0.4 с; перерегулирование: 8.65%; динамический провал: 20%; время реакции на скачкообразное изменение нагрузки: 0.3 с; момент сопротивления: 7.35 Н•м.

Анализ графика на рис. 4.9б: время переходного процесса: 0.4 с; перерегулирование: 8.65%; динамический провал: 90%; время реакции на скачкообразное изменение нагрузки: 0.4 с; момент сопротивления: 0.003 Н•м.