Анализ исходных данных

Для обеспечения необходимой точности работы системы нам задано время регулирования tр и показатель колебательности M. tp можно определить по графику переходного процесса, построенного по методу Солодовникова В. В. Это время за которое переходный процесс полностью входит в трубку высотой 2, где = 5% от установившегося значения, т. е. h (). Показателем колебательности называется максимальное значение ординаты амплитудной характеристики замкнутой системы при начальной ординате равной единице, т. е. относительная высота резонансного пика. Чем меньше показатель колебательности, тем больше запас устойчивости. Считается, что в хорошо демпфированных системах регулирования показатель колебательности не должен превосходить значений 1.11.5, хотя в некоторых случаях можно допускать величины до 2 2,5. Так же нам задана статическая ошибка регулирования ст = 0,2, %. Это ошибка системы при постоянных значениях задающего и возмущающего воздействия, т. е. в статическом режиме.

Нам необходимо обеспечить данные показатели качества при заданных на проектирование исходных данных.

Разработаем функциональную схему САР.

Рис. 2.

Ф фильтр, применяется для защиты схемы от помех, а также для сглаживания высокочастотных гармоник выходного напряжения тахогенератора.

ПКУ последовательное корректирующее устройство, необходимо для придания системе требуемых качеств.

ЭУ электронный усилитель, применяется для предварительного усиления сигнала ошибки.

ЭМУ электромашинный усилитель, необходим для усиления сигнала ошибки.

Д объект регулирования, в данном случае ДПТ.

ТГ датчик обратной связи — тахогенератор. ТГ применяется в тех случаях, когда не требуется высокая точность от системы регулирования, т.к. ТГ при изменении частоты вращения допускает значительные погрешности, обусловленные изменением сопротивления обмоток и магнитной проницаемости стали, вследствие изменения температуры и нестабильности щеточного контакта. К числу погрешностей, влияющих на работу ТГ относятся и остаточная UТГ при нулевой частоте вращения и нелинейность зависимости выходного Uя от частоты вращения ротора.

ОР.

Рис. 3.

САР это замкнутая система, состоящая из объекта регулирования (ОР) и автоматического регулятора (АР) и предназначена поддерживать неизменной, или изменять по определенному закону регулирующую переменную величину с определенной точностью, независимо от внешних воздействий.

АР разработан для определённой системы регулирования, преобразует сигнал ошибки (t) в сигнал регулирующего воздействия (t). Это преобразование связано с преобразованием мощности P.

ОР объект регулирования, агрегатные процессы в котором подлежат регулированию.

Дх датчик в цепи главной ООС, обеспечивает влияние регулируемой величины x (t) на вход системы, путем преобразования её в сигнал обратной связи x1(t).

f (t) возмущающее воздействие, дестабилизирующий фактор, изменение которого приведет к изменению регулируемой величины.

y (t) сигнал задающего воздействия, формируется ЗУ (задающее устройство).

5. Оценка действующего на систему возмущающего воздействия Главным возмущающим воздействием для данного устройства будет являться момент сопротивления, создаваемый нагрузкой двигателя. Его изменение будет сказываться на скорости вращения ДПТ.

Рис. 4.

Рассмотрим статическую характеристику ДПТ: Ioo, Iяo, Uяo = const.

Отсюда видно, что при увеличении главного возмущающего воздействия — момента сопротивления, пропорционально падает частота вращения.

Второстепенным возмущающим воздействием можно считать:

Ток возбуждения ДПТ Влияние температуры на активное сопротивление обмоток возбуждения ДПТ.

Влияние отклонения напряжения питания ЭУ.

Влияние второстепенных возмущающих воздействий на статические характеристики незначительны, поэтому их влиянием пренебрегаем.

При разработке САР действия вторичных возмущений стремятся скомпенсировать. Разрабатывают устройства некритичные к конкретным возмущениям, или используют другие дополнительные устройства и стремятся получить инвариантную систему по отношению к главному возмущающему воздействию.

Так как рассматриваемая система является статической, то в установившемся состоянии статическая ошибка (ст) не равна нулю и вычисляется по формуле:

следовательно, чем больше коэффициент усиления системы, тем меньше ст.

Пусть,, то при различных S:

1) S03) S=0.

Статические характеристики будут выглядеть следующим образом:

Рис. 5.