Расчёт параметров СЭП.

 

Структурная схема следящего электропривода представлена на рисунке 7.1. Определим основные передаточные функции.

Передаточная функция замкнутого контура тока

 

, (7.1)

где

, (7.2)

 

. (7.3)

 

Передаточная функция объекта регулирования

 

 

, (7.4)

где

.

 

 

Зададимся желаемой ЛАЧХ разомкнутого контура скорости «2-1-2»

 

 

, (7.5)

 

, (7.6)

где

, (7.7)

 

. (7.8)

 

 

 

Из структурной схемы видно, что передаточный коэффициент преобразователя равен

 

, (7.9)

 

где - коэффициент усиления управляемого выпрямителя

 

; (7.10)

 

- коэффициент усиления управляющего органа ();

- коэффициент усиления переключателя характеристик ().

Задавшись с, найдём из (7.3) и из (7.2)

 

В/А,

 

В/А.

 

Следовательно, передаточная функция замкнутого контура тока по () примет вид

 

.

 

Коэффициент нелинейного звена определим по формуле

 

,

 

где - перегрузочная способность двигателя по току (),

- максимальное значение задания тока, принимаем 10 В.

Зная номинальную скорость двигателя и задавшись максимальным напряжением задания скорости = 10 В, можем определить коэффициент обратной связи по скорости

 

 

В с.

 

Запишем передаточную функцию замкнутого контура скорости

 

,

 

 

тогда с учётом фильтра на входе с передаточной функцией

 

,

 

передаточная функция замкнутого контура скорости примет вид

 

.

 

 

С учётом вышеизложенного, структурную схему СЭП можно представить в упрощённом виде, представленном на рис. 7.2

 

 

 

 

рис. 7.2. Упрощённая структурная схема СЭП.

 

Передаточная функция разомкнутого контура положения

 

,

 

тогда при

 

,

 

передаточная функция замкнутой системы примет вид

 

 

,

 

 

Зададимся биноминальной настройкой которая характеризуется переходным процессом без перерегулирования, со следующими характеристиками:

a=2.66; b=2.25; с=2.66; ; .

Зная с, находим остальные постоянные времени

с,

с,

с.

 

Добротность СЭП по скорости

 

.

 

Коэффициенты регулятора скорости и путевого канала находятся по формулам

 

,

.

 

Расчётное время переходного процесса

 

с.

 

 

7.1 Настройка контура ток.а

 

Электропривода серии ЭПУ характеризуются отсутствием «ПИ»-регулятора тока. Следовательно, настройка токового контура сводится к установке токоограничения , при котором обеспечивается максимальное быстродействие.

 

7.2 Настройка контура скорости.

 

Настройка контура скорости заключается в настройке параметров регулятора скорости.

Передаточная функция регулятора скорости имеет вид

 

,

 

Принципиальная и структурная схемы регулятора скорости и фильтра на его входе приведены на рисунке 7.3.

a) б)

 

рис. 7.3. Принципиальная (а) и структурная (б) схемы регулятора скорости

 

 

Для принципиальной схемы

 

. (7.2.1)

 

Используя свойство операционного усилителя (), определим ,

 

. (7.2.2)

С учётом (7.2.2) выражение (7.2.1) принимает вид

 

, (7.2.3)

 

Для структурной схемы имеем

 

, (7.2.4)

 

Анализируя равенства (7.2.3) и (7.2.4) имеем

 

, (7.2.5)

 

, (7.2.6)

 

, (7.2.7)

 

. (7.2.8)

 

Зададимся ёмкостью кОм, тогда из (7.2.5) – (7.2.8) найдём недостающие параметры принципиальной схемы:

 

,

 

кОм,

 

,

 

кОм,

 

где - коэффициент тахогенератора,

 

.

 

7.3 Настройка контура положения и канала компенсации скоростной ошибки.

 

Структурная схема для расчётов параметров СЭП импульсно-фазового типа представлена на рисунке 7.4.

 

На рисунке обозначено:

ИФП – импульсно-фазовый преобразователь,

 

;

ФД – фазовый дискриминатор,

 

;

 

ПЧН – преобразователь «частота-напряжение»,

 

;

 

У – подстроечные усилители, для канала скоростной компенсации и контура положения.

 

Определим коэффициенты усилителей и . Зная добротность СЭП по скорости, как коэффициент усиления разомкнутой системы, по структурной схеме определим её

, (7.3.1)

 

откуда получаем

.

 

 

рис. 7.4 Структурная схема СЭП импульсно-фазового типа.

 

При настройке канала компенсации скоростной ошибки, необходимо учесть, что максимальная длительность импульсов компенсации не должна превышать период следования импульсов программы при работе привода на максимальной частоте следования импульсов .

Очевидно, что период следования импульсов программы равен 0,0001 с, тогда длительность должна быть не меньше ,

 

,

 

отсюда при n =10, =0,0001 с.

Из структурной схемы получим (установившийся режим непрерывной заводки),

, (7.3.2)

 

откуда можно найти

 

.

 

Настройку преобразователя ПЧН (рис.) на заданную настройку производят установкой на счётчиках кода перемычками.