- •1 Разработка принципиальной и функциональной схемы сау
- •1.1 Разработка принципиальной схемы
- •1.2 Разработка функциональной схемы
- •2 Расчет параметров тягового электродвигателя
- •3 Разработка структурной схемы сау и определение передаточных функций устройств и разомкнутой системы
- •3.1 Упрощенная функциональная схема сау и расчет параметров эквивалентного тягового электродвигателя
- •3.2 Передаточные функции измерительного иу, управляющего уу и исполнительного ИсУ устройств
- •3.3 Передаточная функция объекта управления оу
- •3.4 Структурная схема и передаточная функция разомкнутой сау
3.3 Передаточная функция объекта управления оу
Объектом управления в данной САУ является двигатель последовательного возбуждения. Поэтому рассмотрим переход . Расчетная схема представлена на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5 – Расчетная схема ОУ
Переход :
(3.22)
Допустим, что:
(3.23)
Запишем выражение для данной системы для исходного состояния
(3.24)
Поставим значения из (3.23) в (3.22):
Вычтем из уравнения (3.22) уравнение (3.23).
(3.25)
Заменим бесконечно малые приращения конечными и запишем в операторной форме:
(3.26)
Разделим выражение (3.26) на :
(3.27)
Отсюда:
, (3.28)
где
Следовательно:
Рис. 3.6 Структурная схема звена
Переход :
(3.31)
W5(p) определяется из линеаризации магнитной характеристики:
Рис. 3.7 Структурная схема звена
Переход :
где ;
т;
;
(1+ коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей поезда
Сопротивление движению поезда:
Удельное сопротивление движению для четырёхосных вагонов:
Удельное сопротивление движению для восьмиосных вагонов:
; (3.36)
Преобразуем выражение (3.37) на основе формулы полного дифференциала:
Заменим бесконечно малые отклонения на конечные от исходного состояния: ,,:
Считая выходной координатой скорость, приведем уравнение к виду:
Разделим левую и правую части на коэффициент при :
Разделим левую и правую части на полином левой части:
Переход :
Значения иполучаем линеаризуя магнитную характеристику.
Переход :
На основе формулы полного дифференциала преобразуем выражение (3.54):
Заменим бесконечно малые отклонения на конечные:
Значение получаем по магнитной характеристике,. Значениесоответствуетна электротяговой характеристике.
3.4 Структурная схема и передаточная функция разомкнутой сау
После определения передаточных функций ОУ, строим структурную схему объекта управления и преобразуем её. Структурная схема и преобразования приведены на рисунке 3.8.
Заменим звенья с передаточными функциями одним эквивалентным звеном:
Заменим звеном:
В преобразованиях схемы звено с передаточной функцией не учитывается.
Перенесем точку разветвления с входа звена с передаточной функцией на выход с сохранением эквивалентной передачей функций. Заменим звенья с передаточными функциями-1 и , соответственно, на эквивалентные звенья с передаточными функциямии.
Звенья с передаточными функциями иW8* складываются:
Заменим обратную связь звеньев с передаточной функцией на эквивалентное звено с передаточной функцией.
В преобразовании схемы на рисунке 3.8 звено с передаточной функцией учитываться не будет.
Заменим звенья с передаточными функциями на эквивалентное звено с передаточной функцией.
Передаточная функция разомкнутой САУ будет выглядеть так:
Заключение
В данном курсовом проекте разработана система автоматической стабилизации скорости электровоза однофазно-постоянного тока с тяговыми двигателями последовательного возбуждения в режиме тяги с управлением по напряжению.
Были разработаны принципиальная и функциональная схемы САУ, рассчитаны передаточные функции функциональных устройств и передаточная функция разомкнутой САУ, которая имеет вид:
.
Список использованной литературы:
«Автоматизация ЭПС» – под ред. А.Н. Савоськина
А.С. Алексеев, А.Н. Савоськин – «Синтез систем автоматического управления э.п.с. Методические указания».