- •Методические указания
- •1. Цель работы
- •2. Теоретические пояснения
- •3. Предварительное задание
- •4. Рабочее задание
- •5. Индивидуальное задание
- •6. Методические рекомендации
- •7. Требования к отчёту
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Теоретические пояснения
- •3. Предварительное задание
- •4. Рабочее задание
- •5. Индивидуальное задание
- •6. Методические рекомендации
- •7. Требования к отчёту
- •8.Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Теоретические пояснения
- •3. Предварительное задание
- •4. Рабочее задание
- •5. Индивидуальное задание
- •6. Методические рекомендации
- •7. Требования к отчёту
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Теоретические пояснения
- •3. Предварительное задание
- •4. Рабочее задание
- •5. Индивидуальное задание
- •6. Методические рекомендации
- •7. Требования к отчёту
- •8. Контрольные вопросы
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
5. Индивидуальное задание
Исследовать влияние отрицательной обратной связи по скорости на математической модели системы ШИП-Д в среде MATLAB.
5.1. Составить в среде MATLAB структурную схему системы ШИП-Д, которая включает в себя регулятор скорости, ШИП, двигатель постоянного тока и цепь обратной связи по скорости, как показано на рисунке. Выходное напряжение регулятора скорости ограничить значением напряжения питания ±14 В. Задать в m-файле значения параметров ПФ неизменяемой части ИС, а в регуляторе скорости задать значение . ООС по скорости разомкнуть.
Система ШИП-Д с ООС по скорости
5.2. Рассчитать значение напряжения задания для обеспечения установившейся скорости на выходе ИС 500 об/мин.
5.2.1. Получить переходную характеристику по скорости при пуске системы. Зарегистрировать время нарастания (первого согласования) и перерегулирование .
5.2.2. Получить переходную характеристику по току при пуске системы. Зарегистрировать максимальное значение пускового тока .
5.2.3. Построить электромеханическую характеристику системы , а также зависимость выходного напряжения ШИП от тока, то есть Uп(Ia), при скорости холостого хода хх =2000 об/мин (рассчитать требуемое значение напряжения задания на входе ИС).
5.3. Замкнуть ООС по скорости и выполнить п.5.2.
5.4. Задать значение регулятора скорости и для разомкнутой системы выполнить п.5.2, а затем п.5.3.
5.5. Соответствующие графики в пп.5.2.-5.4. расположить в одних координатных осях.
6. Методические рекомендации
6.1. При фиксированных коэффициентах передач ШИП, двигателя и датчика скорости коэффициент передачи разомкнутой системы изменять за счёт коэффициента передачи пропорционального регулятора крег.
6.2. При экспериментальном определении коэффициентов передачи устройств через абсолютные значения их выходной и входной величин возможна заметная погрешность.
6.3. Наблюдение процесса (t) с помощью осциллографа удобно выполнять по сигналу непосредственно с ТГ.
6.4. Изображенные в отчете переходные процессы выполнять с указанием масштабов по времени и наблюдаемой величине (напряжению, частоте вращения и т.п.)
6.5. При выполнении п. 4.2.1 и определении Кf приращение тока якоря (возмущающее воздействие) брать 0,5 - 1,0 А в диапазоне токов 0,5 - 3,0 А.
Для экспериментального определения ошибки по управляющему воздействию следует собрать схему системы следующим образом. Для суммирования задающего воздействия и сигнала обратной связи использовать П-регулятор с коэффициентом передачи, равным единице. Требуемое усиление Кр в контуре обеспечивать за счёт отдельного регулятора скорости. В такой схеме сигналом ошибки является напряжение на выходе первого регулятора. Пересчёт этого сигнала в единицы регулируемой величины выполняется через коэффициент передачи датчика частоты вращения. Величину Кр выставлять, контролируя приращения сигналов задания и обратной связи с помощью двухлучевого осциллографа.
6.6. Результаты экспериментов по пп. 4.1 - 4.5 свести в табл.1 по прилагаемой форме. Под таблицей привести результаты по пп. 3.3, 3.7, 3.8 так, как показано ниже.
Таблица 1
Исследование влияния ООС по скорости на систему ШИП-Д
кр+1 |
ОС |
кf, (1/c)/A |
кy , (1/c)/В |
, % |
, 1/с |
tэ, мс |
|
нет |
|
|
|
|
|
|
есть |
|
|
|
|
|
|
нет |
|
|
|
|
|
|
есть |
|
|
|
|
|
Расчётные значения параметров:
кf = ; кf1 = ; кf2 = ;
D = ; D1 = ; D2 = ;
= ; 1 = ; 2 = .
6.7. При выполнении индивидуального задания, ДПТ следует представлять структурной схемой с ОС по ЭДС, учитывающей возмущающее воздействие. В качестве нелинейного элемента следует использовать блок Saturation из библиотеки Simulink. Для построения динамических и статических характеристик ИС рекомендуется применение в модели блоков To Workspace по координатам скорость, ток и время. В этом случае вывод графиков возможен в рабочей области MATLAB при помощи команды Plot, а так же команд позволяющих выполнить масштабирование Axis, Zoom On и команды Grid On используемой для нанесения сетки, обычно облегчающей восприятие графической информации.
6.8. При исследовании динамических свойств системы в качестве задающих воздействий использовать блок Step. При исследовании статических свойств системы в качестве задающих воздействий использовать блок Ramp с коэффициентом 0,5.
6.9. Результаты экспериментов по пп. 5.2 - 5.4 свести в табл.2 по прилагаемой форме.
Таблица 2
КРС |
ОС |
Iа max, A |
, мс |
, % |
|
нет |
|
|
|
|
есть |
|
|
|
|
нет |
|
|
|
|
есть |
|
|
|