2.4 Построение в MatLab релейной схемы управления

Рисунок 2.2 – релейная схема управления электроприводом

Были подобраны резисторы R₁=10 Ом, R₂=5 Ом, R₃=1 Ом.

Промоделировав полученную схему, мы получили:

Рисунок 2.3 – угловая скорость вращения ротора

Двигатель разгоняется до скорости 10 рад/сек за четыре этапа, время регулирования t=30.5с.

Рисунок 2.4 – ток якоря

Пусковой ток достигает значения 4.7 А .

Рисунок 2.5 – график переходного процесса электропривода

Рисунок 2.6 – механическая характеристика ДПТ

Рисунок 2.7 – механическая характеристика электропривода

2.5 Построение в MatLab схемы управления с регулированием по скорости

Рисунок 2.8 – схема управления электроприводом по скорости

Промоделировав полученную схему, мы получили:

Рисунок 2.9 – угловая скорость вращения ротора

Двигатель разгоняется до скорости 10.54 рад/сек. Время регулирования t=0.7с.

Рисунок 2.10 – ток якоря

Ток якоря достигает установившегося значения 5.46 А

Рисунок 2.11 – график переходного процесса электропривода.

Рисунок 2.12 – механическая характеристика ДПТ

Рисунок 2.13 – механическая характеристика электропривода

2.6 Построение в MatLab схемы управления с пд-регулятором

Рисунок 2.14 – схема управления электроприводом при помощи ПД-регулятора

Промоделировав полученную схему, мы получили:

Рисунок 2.15 – угловая скорость вращения ротора

Двигатель с ПД-регулятором разгоняется до скорости 9·10^-3 рад/сек за 1.5 секунды.

Рисунок 2.16 – ток якоря

Значение тока якоря составляет 0.45 А.

Рисунок 2.17 – график переходного процесса электропривода

Переходный процесс достигает установившегося режима за 25 секунд.

Рисунок 2.18 – механическая характеристика ДПТ

Рисунок 2.19 – механическая характеристика электропривода

2.7 Сравнительный анализ разработанных систем управления

Критерий	Релейная система	Регулирование по скорости	ПД-регулятор
Скорость вращения ротора, С^-1	10	10	9·10^-3
Ток якоря, А	4.7	5.46	0.45
Время регулирования, с	30.5	0.5	1.5

Для выбора наиболее оптимальной схемы мы должны сравнить все параметры и определить наиболее подходящую. Так, например, пусковые токи в первой и второй схемах примерно равны – 4.7 А и 5.46 А соответственно, а в третьей схеме он равен 0.45 А, хотя мы поставили для уменьшения пускового тока звено нечувствительности, но уменьшать ток еще больше не рационально.

Проанализировав все результаты, я решил, что схема пуска двигателя по скорости является наиболее оптимальной, для нашей системы. Хотя она и обладает относительно большим пусковым током 5.46 А, зато в ней самое маленькое время регулирования 0.5 с.

Выводы

В данном курсовом проекте я разработал систему автоматического управления электроприводом точного позиционирования скользящей части стола металлообрабатывающего станка с двигателем постоянного тока. Были разработано три системы управления: релейная система, система регулирования по скорости и система регулирования с ПД-регулятором. Также были построены в среде Simulink имитационные модели для каждой из систем. После моделирования я получил графики выходных характеристик электропривода и по этим данным сделал анализ систем и выбрал лучшую.

Для регулирования электропривода наиболее выгодно использовать регулирование по скорости, так как этот вид регулирования обладает самыми оптимальными для нашей системы характеристиками.

Список использованных источников и литературы

1. Дементьев Ю.Н., Чернышев А.Ю., Чернышев И.А. «Автоматизированный электропривод: Учебное пособие» – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 224 с.

2. http://freepapers.ru

3. http://energo20.ru

4. О. О. Осьмачко «Лабораторный практикум по дисциплине «Автоматизированный электропривод» - Харьков: ХНАДУ, 2008.-40 с.

5. Конспект лекций по дисциплине «Автоматизированный электропривод».