Разработка системы автоматического регулирования скорости электропривода постоянного тока

По завершении переходного процесса ток равен его статической составляющей, которая определяется величиной статической нагрузки.При скачке нагрузки во время работы двигателя на холостом ходу, ток возрастает до величины, компенсирующую эту нагрузку, однако происходит это не мгновенно, поэтому скорость двигателя немного проседает. Поэтому при просадке скорости ток увеличивается выше необходимой для компенсации просадки скорости до заданного значения, после чего ток равен току статической нагрузки. На рисунках 15,16 представлены переходные процессы при трапецеидальном сигнале задания скорости электпропривода. На рисунке 17 представлены переходные процессы пуска и торможения при скачке нагрузки во время изменения скорости двигателя.Рисунок 15 – Переходные процессы тока якоря и скорости вала двигателя при следящем режиме за трапецеидальным сигналом заданием скорости:Iя – ток якоря; Uзс – сигнал задания скорости; ω – угловая скорость.Рисунок 16 – Переходные процессы тока якоря и скорости вала двигателя при трапецеидальном сигнале задания скорости:Iя – ток якоря; Uзс – сигнал задания скорости; ω – угловая скорость.Рисунок 17 – Переходные процессы тока якоря и скорости вала двигателя при скачке нагрузки во время разгона и торможения двигателя: Iя – ток якоря; Uзс – сигнал задания скорости; ω – угловая скорость, Мс – момент статический.На рисунке 15 можно увидеть, что в начале изменения сигнала задания ток двигателя возрастает до максимального значения, а через небольшое время уменьшается, несмотря на одну и ту же скорость изменения сигнала задания скорости. Это объясняется тем, что из-за наличия инерционных постоянных времени в системе, сигнал задания скорости растет быстрее скорости, поэтому для компенсации этой разницы подается максимальный ток. При приближении скоростью значения задания скорости, разница между этими величинами становится маленькой, и величина тока уменьшается до значения, обеспечивающее рост скорости задающему сигналу, т.е. система управления электродвигателем переходит в следящий режим. То же самое происходит и во время торможения.При росте сигнала задания скорости быстрее максимального ускорения двигателя, который продемонстрирован на рисунке 16, ток якоря и, соответственно, ускорение двигателя равны максимальному значению,вплоть до достижения пиковой скорости. На рисунке 17 представлен переходный процесс с задающим сигналом скорости, растущим медленнее максимального ускорения двигателя. Переходный процесс в начале соответствует графику на рисунке 15, но в момент скачка нагрузки часть тока уходит на компенсацию этой нагрузки и поэтому максимальный динамический ток уменьшается. Это приводит к тому, что ускорение двигателя становится меньше роста сигнала задания. При достижении скоростью установившегося значения сигнала задания скорости, ток становится равным статической нагрузке, вплоть до падения нагрузки. При торможении процесс аналогичен. выводВ работе была рассчитана передаточная функция пропорционально-интегрирующего регулятора тока для обеспечения технического оптимума контура тока для заданного двигателя постоянного тока.Была рассчитана передаточная функция пропорционального регулятора скорости для обеспечения технического оптимума контура скорости. Определена статическая ошибка скорости при номинальной нагрузке и для её предотвращения передаточная функция регулятора скорости преобразована в пропорционально-интегрирующую для обеспечения симметричного оптимума.Была смоделирована работа математической модели двигателя с рассчитанными регуляторами скорости и тока, и построены её различные переходные процессы в программе SimInTech. Переходные процессы проанализированы.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫВ.В Слепцов, В.И.Картавцев, А.А.Лукин «Электроприводы промышленных роботов. Концепция проектирования » М.:2003.-76с.Булыгин В.С., Гришанин Ю.С., Судзиловский Н.Б. Основы теории автоматического управления. – М.: Машиностроение, 1985.Петров Б.Н., Рутковский В.Ю., Земляков С.Д. Адаптивное координатно-параметрическое управление нестационарными объектами. – М: Наука, 1980.Петров Б. Н., Рутковский В. Ю., Крутова И. Н., Земляков С. Д. Принцип построения и проектирования самонастраивающихся систем управления.– М.: Машиностроение, 1972, 260 с.Лащев А. Я. Синтез адаптивных систем управления с использованием идеи параметрических отрицательных обратных связей // А и Т, 1994, № 4, с. 108-116.Лащев А. Я. Построение адаптивной системы правления нового типа // “Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации”: Труды XIV международного НТС. Сентябрь 2005, - Саратов: Изд. СГАУ, 2005, с. 18.