Расчёт параметров аналоговых регуляторов

Согласно структурной схеме имеется два регулятора: П- и ПИ-регуляторы. Параметры регуляторов определяются по следующим формулам:

Передаточная функция П- и ПИ-регулятора в общем виде:

где k – параметр регулятора или пропорциональный коэффициент ( П-регулятор – это по сути пропорциональное звено).

k_рт= 1,217 Т_рт = 0,9116 с,k_рт· Т_рт= 1,11 с.

Математическое моделирование электропривода компрессорной установки с частотным управлением

Уравнения, описывающие асинхронный двигатель в координатах , выглядят следующим образом:

Преобразовав их можно получить:

,

,

,

,

М_э= 3/2*L_mp(I_rI_s-I_rI_s)

Модель системы управления электроприводом насосной установки содержит следующие блоки: задатчик интенсивности, преобразователь частоты, регуляторы скорости и тока статора двигателя, модель компрессорной нагрузки.

Рис.1. Структурная схема системы автоматического управления

Рис.2. Структурная схема асинхронного двигателя в среде Matlab

Время шага -2.5с

Рис. 3 . компрессорная нагрузка в средеMatlab

Рис.4.Структурная схема идеализированного преобразователя частоты в среде Matlab

Результаты моделирования

Врезультате моделирования были получены следующие графики переходных процессов:

Рис.5.Переходные процессы в системе автоматического управления приводом компрессорной установки.

Полученные переходные процессы затухают, что свидетельствует о правильности проведённого расчёта. Определяем показатели качества:

По заданию:

• Установившееся отклонение δ_УСТ = 0%. так как в системе присутствует интегральное звено(ПИ-регулятор тока статора), следовательно, система астатична;

• Время регулирования Т_РЕГ = 26 с.;

• Перерегулирование ;

• Показатель колебательности ψ = 1;

• Степень затухания ;

Выводы по результатам моделирования

• Как из графиков видно, что предлагаемая САУ обеспечивает необходимое качество переходных процессов. Значения настраиваемых параметров САУ выбраны верно.

• Показатели качества разработанной САУ не хуже, чем соответствующие показатели существующей системы.

Программа для контроллера

Согласно заданию, для функциональной реализации алгоритма управления пуском привода на микроконтроллере S7-200 разработана управляющая программа с помощью прикладной программы STEP7-Micro/WinSP1 V3.1. Микроконтроллер, встроенный в систему управления, по программе осуществляет: проверку блокировок, пуск привода с заданной интенсивностью разгона и торможения, останов.

К контроллеру подключена кнопка «ПУСК» (вход I0.0), кнопка «СТОП» (вход I0.1), контакты блокировок (входы I0.2 - I0.5).

При нажатии кнопки ПУСК ячейка памяти М0.0 устанавливается в единичное состояние, при этом запускается таймер Т37. сигнал с таймера появляется через 1 сек. и опрашивает контакты блокировок. Если все условия выполняются, то подается напряжение на преобразователь частоты. Сигнал с таймера Т38 появится через 2 сек. и происходит запуск двигателя.

Пример реализации программы на микроконтроллере представлен на рисунке:

Рис.6. Программа для микроконтроллера