Выбор и расчет элементов системы управления в контуре скорости

 

При решении задачи синтеза регулятора контура скорости, как правило, членом, содержащим пренебрегают, ввиду его малости. Тогда передаточная функция контура будет:

.

Статическая ошибка по скорости на качественные показатели контура положения практически не влияет, поэтому в промышленных следящих системах, построенных по такому принципу, используют П – регулятор, что позволяет получить максимальное быстродействие контура. По той же причине фильтр в обратной связи по скорости исключают, тогда постоянная датчика скорости Т_дс=0. Структурная схема контура скорости с учетом вышесказанного примет вид, приведенный на рис. 3.

Настройка контура тока, исходя из максимального быстродействия, выбирается таким образом, чтобы первая сопрягающая частота после частоты среза (ω_с) была бы равна 2ω_с, то есть: ω_с=1/2Т_кт или К_раз=1/2Т_кт («Оптимум по модулю»).

.

 

Рис. 3 Структурная схема контура скорости

Схема контура скорости, соответствующая структурной схеме приведена на рис. 4.

R

Uз Rзс

Rфс

Сфс

Rс

Rос

Фильтр

Upc

ДС

o

o

o

Рис. 4 Схема контура скорости

Определим параметры схемы контура скорости (рис. 4). Сопротивления R_ос, R_зс определяются из условия R_ос/ R_зс=β_1, при этом следует принять:

если <1, то R_ос=1 ком, R_зс= 1/ β₁ ком,,

при β₁>1 R_ос= β₁ ком, R_зс= 1ком,,

где

Поскольку коэффициент передачи контура скорости равен , то при максимальном напряжении на входе системы (в аналоговых системах U_рсmax=10в) ω_н=10*К^-1_ос, откуда получим К_ос=10 /ω_н=10/157=0,064

Этот коэффициент образуется следующими элементами обратной связи: напряжением на зажимах тахогенератора U_{т г}, делителем R, фильтром в обратной связи по скорости R_фс и С_фс сопротивлением на входе регулятора R_с. тогда К_ос= К_тгRК_с или, К_с= К_ос / (RК_тг)

где К_с – коэффициент приведения обратной связи по скорости к задающему входу. С другой стороны К_с=R_зс/ R_с из этого соотношения и определим величину сопротивления R_c.

Коэффициент передачи тахогенератора определить из соотношения

где U_тг - крутизна изменения выходного напряжения. Тахогенератор выбрать по максимальной скорости двигателя из таблицы 5.

Нам подойдет тахогенератор типа ТД-101

Напряжение возбуждения,110±1,1 В

Ток возбуждения задается напряжением

Номинальная частота вращения 1500±15 об/мин

Активное сопротивление нагрузки 140±4 Ом

крутизна изменения выходного напряжения

19,98 ÷26,65 об/мин

 

К_тгmin= =0,19

К_тгmax= = 0,254

Свернем контур скорости, тогда передаточная функция контура скорости примет вид:

 

В результате получим следующую структурную схему контура положения:

К_ос=10 / ω_н. = 10/157 = 0,06369

К_кс= 1/0,06369 = 15,87

Т_кс = 0,0113 с

К_ред = 1/146 = 0,0068

Wрп(р)

Qзад Q РегуляторUрп КС ω Редуктор Qвых

Рис. 5 Структурная схема следящей системы

Эта структурная схема является исходной для синтеза регулятора следящей системы.