|
Этикетировочная машина
.
Для таких и более сложных систем, о чем будет сказано ниже,
регулятор синтезируется таким образом, чтобы в замкнутом контуре
получить желаемую передаточную функцию. В качестве желаемых
передаточных функций в системах электропривода в основном
используются две:
- передаточная функция колебательного звена, настроенного на так
называемый технический оптимум (оптимум по модулю, Bietrage-
optimum);
- передаточная функция колебательного звена, настроенного на так
называемый симметричный оптимум.
В первом случае передаточная функция разомкнутой системы
должна иметь вид
, то есть регулятор должен быть
пропорциональным с коэффициентом усиления
. В этом
случае передаточная функция замкнутого контура будет иметь вид:
.
Переходная характеристика такого замкнутого звена будет иметь
следующие параметры:
- перерегулирование δ = 4,3 %;
- время первого согласования t
1
= 4, 71 %;
- время переходного процесса t
р
= 8,4 Т
о
.
Звено, настроенное на оптимум по модулю, не всегда обеспечивает
заданное качество переходного процесса по возмущению. Поэтому
внешние контуры в электроприводе (контур скорости или угла) часто
настраиваются на симметричный оптимум.
Передаточная функция разомкнутой системы в этом случае должна
иметь вид:
,
то есть в качестве регулятора должна быть использован ПИ-
регулятор с передаточной функцией:
.
Передаточная функция замкнутого контура, настроенного на
симметричный оптимум, имеет вид:
,
Переходная характеристика системы, настроенной на симметричный
оптимум, имеет следующие параметры:
- перерегулирование δ = 43 % ;
- время первого согласования t
1
= 3,1 Т
о
;
- время переходного процесса t
p
= 16,5 Т
о .
Модель рассмотренной системы с П и ПИ регуляторами
представлены на рисунке 8. Результаты моделирования переходных
процессов в системе при настройке на оптимум по модулю и на
симметричный оптимум показаны на рисунке 9.
Рисунок 8.
Модель АСР, настроенной на оптимум по модулю
и симметричный оптимум
Рисунок 9.
Переходные процессы в системе, настроенной на
оптимум по модулю и симметричный оптимум
Если исходным звеном второго контура является апериодическое
звено с передаточной функцией
, передаточная функция
разомкнутого контура с учетом передаточной функции первого контура
будет иметь вид:
.
В этом случае для реализации в этом контуре оптимума по модулю
регулятор должен иметь передаточную функцию следующего вида:
.
Динамические характеристики электропривода могут быть оценены
не только параметрами переходного процесса, то есть реакцией системы
на скачок входного или возмущающего сигнала, но и рядом других
характеристик, из которых наиболее часто используются следующие:
- импульсная характеристика – реакция системы на дельта –
функцию. Дельта - функция рассматривается как производная от
единичной функции. Изображение по Лапласу дельта - функции равно 1;
- амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики ;
-расположение полюсов и нулей передаточной функции системы.
В версии Matlab 6 приложение Simulink имеет динамическую связь с
Control Toolbox - пакетом, позволяющим исследовать вышеперечисленные
динамические характеристики электропривода. На эту связь указывает
наличие меню Тооls в строке меню модели (рисунок 10).
Рисунок 10.
Модель, демонстрирующая связь Simulink и
Control Systems Toolbox
Ниже рассматривается динамический анализ системы (рисунок 8),
настроенной на симметричный оптимум, с использованием Соntrol System
Toolbox. Модель системы показана на рисунке 10. В открывающемся окне
меню Тооls выбирается опция Linear Analysis, при этом появляется
дополнительная библиотека входных и выходных портов Model Inputs and
Outpus (рисунок 11) и пустое окно блока LTI Viewer.
Рисунок 11.
Входные и выходные порты модели
Входные и выходные порты, как обычные библиотечные блоки,
«перетаскиваются» в окно модели и присоединяются ко входу (входам) и
выходу (выходам) исследуемой системы (рисунок 10).
В выпадающем меню окна Edit блока LTI Viewer выбирается опция
Plot Configuration, и в открывшемся поле окна настройки задаются методы
исследования динамики системы (рисунок 12). В рассматриваемом
примере выбраны все перечисленные выше методы.
Рисунок 12.
Окно настройки представления результатов
моделирования
Последним этапом является проведение моделирования. Для этого в
выпадающем меню окна Simulink выбирается опция Get Linearized Model.
Результаты моделирования показаны на рисунке 13.
Рисунок 13.
Результаты моделирования динамики системы
Все, что сказано до сих пор, касается поведения системы
электропривода «в малом», то есть при таких управляющих и
возмущающих воздействиях, когда система остается в зоне линейности и
ни одна из координат системы не выходит на искусственные или
естественные ограничения. На практике системы электропривода в
переходных режимах часто работают в режиме ограничения, а в
технических заданиях часто оговариваются характеристики именно в этих
режимах. Поэтому в дальнейшем таким режимам будет уделено
первостепенное внимание. В режимах насыщения аналитические методы
исследования системы регулирования встречают различные трудности.
Поэтому практически вся теория электропривода посвящена исследованию
его работы в линейной зоне. Компъютерное моделирование в этом смысле
не имеет ограничений и дает возможности исследования системы в
областях ограничения координат, то есть в нелинейной области. Эта
особенность компъютерного моделирования широко использована и далее.
Исследование системы «в большом» позволяет решать еще одну очень
важную задачу - задачу правильного выбора исполнительного двигателя
по методу эквивалентных потерь.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
