Главная Промышленная автоматика.

усилителя попадает сигнал "г=(е-ЬЛ-хзм), образованный

помощью постоянного напряжения f+X,,, и сигнала обратной связи по э. д. с. двигатетя е. В точке К, лежащей иа линии переключения olo, отключается реле рз. и управление становится равным из= -Наконец, в момент достижения заданного режима лишается питания реле pi и включается постоянное

управление установившегося режима Ui= (£v--/).

Определение моментов переключения управления возможно и в функции времени путем расчета переходных процессов для всех интервалов управления.

г"

и

Р V

г lf,*f

Рис. 1.39. Схема реализации оптимального управлення.

Аналогично если vi-Aim>0. to реле Р2 срабатывает, а при ,Vi-.yijio возвращается в свободное состояние. Здесь xi - сигнал обратной связи; х,„ - расчетное значение сигнала х, в момент переключения управлення (т. е. в точке М фазовой плоскости). Точно так же реле рз фиксирует состояние системы, соответствующее точке К фазовой плоскости, и реле рь - - окончание переходного процесса (попадание изображающей точки в начало координат).

Если включены реле pi, Р« и ра, то на вход тирпсториого преобразователя ТП поступает управляющий сигнал ui=U,t. С приходом системы в точку л1 отключаются реле pi и рг и на вход

Для первого интервала в соответствии со структ\рнии схемой системы можно написать

- ри-1\Тр+1)

егрч-ер-ц

При этом начатьные условия будут £о=0 и Ео=0. Подставив численные значения, получим

480-О,4р

р(0,002р-Ю.1р-Ц) Решение этого операторного уравнеН1я имеет вид е=480-785 с "-"-ЬЗОЗ е-

«•=1080(е-"»-е-".=).

(1.138) (1.139)

Непосредственным вычислением убеждаемся, что прн t = ri-0,02 сек е=33 в, в/сек н, следовательно. г2=ее=0,1-300=30 е=Х2,.

Таким образом, первое переключение управления должно быть произведено через 0,02 сек после начала переходного процесса.

На втором интервале движение происходит с постоянным ускорением по уравнению

е=33+300/. (1.140)

При улравленнн

и = 0.83+3/. (1.141)

Операторное уравнение для третьего интервала при u = - Uy, учетом ненулевых начальных условии можно записать в виде

= -fiU«-f{Tp+1) + {i)Tp+ep)Eo+eTpEo +Tph " p(eTp--i-ep+l)

Фазовый портрет позвмяет определить моменты переключения управления в функции координат системы. На рис 1.39 приведена в упрощенном виде одна из возможны.х схем. реализующих оптимальное управление в функции координат. На вход реле pi подается разность постоянного сигнала х™,, и сигнала обратной связи Х2. Если эта разность пачожительна. то реле срабатывает. При хгм-Jf20 реле отп\екает якорь.



Учитывая, что для этого участка начальное значение возмущения /o=f, можно написать

-р{/„-/-£,-Ье7-р£о

(1.142)

Если бы мы предварительно не построили фазового портрета движения, то начальное значение £о было бы иам неизвестно.


Рис 1 40 Графики переходного процесса при оптимальном \прав.1сиин

что при («0,0008 сеч Егр = 198,8 в, £"=300 e/ieK и. стсдоватетьно, координата xz достигает гран[чиого значения. Таким образом, устанавливаем продолжительность третьего интервала з=О0008 сек и значение э. д. с. двигателя в конце второго интервала £гр= 198.8 е.

Найдем теперь длительность второго интервата ( и общую продолжитезь-иость переходного процесса („. Пз формулы (1.140)

198,8-33

=0,,-)46 сек.

Суммируя время всех интерва-юв. получим

.=(i-K:-(-(i=0.02-(-0,346-(-0.0008=O.Se68 сек.

Графики переходных процессов, полученные на основании уравнений (1.138) -(1.144), приведены на рис. 1.40.

Здесь показаны кривые э. д. с. двигатетя i; управляющего его воздействия и п падения напряжения в сопротивлении главной цепи двигателя il?o=ee--f=0,le--20 в. Из рис. 1.40 видно, что процесс в основном происходит при постоянном граиичиоУ! значении тока.

В этом случае можно принять за начальную точку /=0 момент окончания движения. Тогда £о=£у=200 в; Е=0. Однако в этом случае мы должны будеч считать, что процесс происходит при отрицательном времени.

Подставив значение коэффициентов и начальные у.товия в уравнение (1.142), пол\чн.ч

с=200-- -. (1.143)

plU.W2p+0.lp+l)

PeuniB это \ равнение, иайдел!

с=-520-1-1164 е-1-«1-444е

е=16 070(-с <."+е •-•)

(1.144) (1.145)

Подставив в форы\лы (1.144) н (1-14о) «О, получим лиачеине э. д. с. двигателя н ее производной. Построив графики этих величии убеждаемся.



ГЛАВА 2. ЗАМКНУТЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕНТРОПРИВОДАМИ, РАБОТАЮЩИМИ В РЕЖИМЕ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ

§ 2.1. Общие сведения

Основное назначение электроприводов этой группы состоит в автоматическом поддержании заданной скорости или в осуществлении заданного закона изменения скорости с точностью, определяемой требованиями технологического процесса. Типичными примерами подобных систем являются электроприводы механизмов подач металлорежущих станков, обеспечивающие широкий диапазон регулирования и поддержание заданной скорости, электроприводы непрерывных прокатных станов и бумагоделательных чашин, требующие автоматической стабилизации скорости каждого механизма в отдельности н поддержания заданного соотношения скоростей этих механизмов, а также приводы, обеспечивающие постоянство натяжения в устройствах наката.

Большинство промышленных электроприводов выполняется с наиболее простыми статическими системами регулирования. Для этих систем батьшое значение имеет получение статических характеристик, обеспечивающих требуем) ю точность в установившихся режимах. В последнее время стали находить достаточно широкое применение астатические системы регучироваипя ei снстемы, использхющие принцип инвариантности.

Для систем стабилизации скорости большое значение имеют высокие показатели качества переходного процесса при возмущающих воздействиях (иаброс и сброс нагрузки).

Режимы пуска и торможения являются не основными, и к ним в отношении быстродействия не предъявляются повышенные требования.

В особую группу следует вь]делить электроприводы механизмов, для которых в одинаковой степени важны как режим автоматической стабилизации скорости, так и режимы пуска, торможения и реверса. К этой группе относятся мехашпмы, в которых время пуска, торможения и реверса соизмеримо с временем уста-новившеггея движения. При проектировании подобных электроприводов, помимо перечисленных требований, дотжны быть учтены и требовании к быстродействию системы прн задающих воздействиях. Примером электропривода этой группы может служить электропривод стола про,тольно-строгального станка.

В системах автоматической стабилизации скорости применяются электродвигате.ги постоянного и переменного тока. Регулирование скорости электропривода постоянного тока осуществля-

2,2. Системы управления с : преобразователями

Основные схемы. Среди систем с электромашинными преобразователями большое распространение получили системы Г-Д с ЭМУ в качестве генератора, используемые для привода механизмов металлорежущих станков, требующих стабильной работы в широком диапазоне регулирования скорости. Поэтому в дальнейшем основное внимание уделяется расчету параметров именно этих систем. Выбор основных элементов главных цепей производится так же, как в § 1.5.

Рассматриваемые ниже методы выбора элементов схем управления могут быть распространены и на другие системы электроприводов, в которых Э.МУ пспшьзуются в качестве возбудителей либо подвозбудителей генераторов.

I II

ется преимущественно изменением напряжения на якоре двигателя и в некоторых случаях ослаблением магнитного потока двигателя. В качестве источников напряжения постоянного тока испатьзуются электромашинные, венпиьныс и .пагнитно-вентиль-ные преобразователи.

Наиболее рациональным видом регулирования скорости асинхронных двигателей является частотное регу.гирование, осуществляемое изменением частоты питающего напряжения, пгаучае-мого от статического преобразователя частоты. Однако эта система привода на.ходится еще в стадии разработки и широкого применения в промышленности не нашла. В некоторых случаях регулируемые асинхронные электроприводы выполняются с дроссельным, импульсным либо фазовым управлением.

Как правило, структура современного автоматизированного электропривода, работающего в режиме автоматической стабилизации скорости, представляет собой замкнутую многоконтурную систему автоматического регу.П1фования, содержащую главную регулирующую обратную связь и допмнптельные обратные связи (корректирующие, токоограничивающие и др.).

Регулирующая, обратнач связь предназначается для обеспечения необходимой стабиитости регу гированич скорости в установившемся режи.ие. В неустановившихся режимах, если это обусловлено технатогическпм процессом, регу шрующая обратная связь может быть использована также и для формирования переходных процессов при пуске, тор.иожении и реверсе двигателя. Токоограничивающая обратная связь прикеняется для ограничения тока двигателя в переходных и установившихся режимах. Корректирующая обратная связь используется для улучшения качества регулирования в переходных режимах.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [22] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

0.0042