Материал: 1337

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

При увеличении нагрузки MC уменьшается скорость вращения вала двигателя ωД и соответственно снижается напряжение

тахогенератора UТГ. Суммарное напряжение Uε увеличивается, следовательно, увеличивается напряжение обмотки возбуждения генератора (ОВГ), напряжение на двигателе и угловая скорость. При уменьшении нагрузки MC увеличивается напряжение тахогенератора

UТГ. уммарное напряжение Uε уменьшается, при этом уменьшается напряжен е ОВГ угловая скорость ДПТ снижается.

Пр нц п работы системы стабилизации, представленной на

двигателя

рис. 2 аналог чен.

Угловая скорость ωД изменяется с изменением нагрузки на валу

С

 

МС. В результате можно записать, что помеха равна:

 

f(t) = kf MC(t),

(1)

где kf – передаточныйбкоэффициент по каналу помехи.

Стаб л зац я угловой скорости ωД достигается за счет подачи

напряжен я UД на якорную о мотку двигателя. САР является статической, поэтому ра отает со статической ошибкой, которая не должна превысить заданнойАвеличины.

3. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ И ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ФУНКЦИИ ЕЕ ЭЛЕМЕНТОВ

Принципиальные схемы системДстабилизации (рис. 1,2) преобразуются в блок–схемы (рис. 3,4), по которым выводятся дифференциальные уравнения отдельных элементов.

И

Рис. 3. Блок–схема системы стабилизации угловой скорости ДПТ для нечетных вариантов

6

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р с. 4. Блок–схема системы стабилизации угловой скорости ДПТ

 

Дифференц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для четных вариантов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

альные уравнения элементов системы:

 

 

 

 

 

1.

 

 

бdt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭУ – электронный усилитель:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Г – генератор:

 

 

 

 

 

 

UУ U

kЭУ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

 

 

 

 

dU Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

U

Д

 

k

U

У

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. M – двигатель постоянного тока:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2 Д

 

 

 

d Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

T

Я

T

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

Д

k

Д

U

У

k

f

(T

Я

 

 

 

 

 

Н М

Н

). (4)

 

 

М

 

dt 2

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аdt

 

 

 

 

 

 

 

4.

ТГ – тахогенератор:

 

 

UТГ

 

 

 

 

kТГ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

И

 

 

По уравнениям звеньев САР вывести передаточные функции.

 

 

 

 

 

 

4. ПРОВЕРКА СТАТИЧЕСКОЙ ОШ БКИ

 

 

 

 

 

Передаточная функция разомкнутой системы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WРАЗ( p) WЭУ ( p) WГ ( p) WД ( p) WТГ ( p) ;

 

 

(6)

 

 

 

 

 

 

W

( p) k

 

 

 

 

 

k1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

k ;

 

 

(7)

 

 

 

 

 

 

 

 

T p 1

 

 

 

T

 

p2 T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАЗ

 

 

 

 

ЭУ

 

T

Я

 

 

p 1

ТГ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М

 

 

 

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W РАЗ ( p )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k РС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

(8)

 

 

 

 

 

(T p 1) (T

Я

T

М

p 2

T

М

p 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

kРC kЭУ k1

k Д kТГ

 

 

 

коэффициент

 

передачи разомкнутой

системы.

7

Статическая ошибка

 

 

 

f (t)

 

k f

MC (t)

 

 

 

 

 

 

 

.

(9)

1

kРС

1

kРС

СТ

 

 

 

 

Полученную статическую ошибку необходимо сравнить с

разрешенной (см. прил. 1) и принять решение о необходимости ввода

в систему корректирующего звена.

 

 

 

 

 

5. КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ ЗВЕНО

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Блок–схема системы ста илизации угловой скорости ДПТ

 

с корректирующим звеном для нечетных вариантов

 

б

 

 

 

А

 

Рис. 6. Блок–схема системы стабилизации угловой скорости

 

 

 

 

 

ДПТ

 

с корректирующим звеном для четных вариантов

 

Корректирующее звено подбирается из прил. 2 и подключается в

основную схему в указанных точках (рис. 7,8).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

8

Пример расчета активного корректирующего звена (рис. 7):

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р с. 7. Активное корректирующее звено

 

Передаточная

 

 

 

активного корректирующего звена:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WКЗ ( p)

 

 

 

 

ОС

 

 

;

 

 

 

(10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

ВХОД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

ОС

 

R2

;

 

 

 

 

 

 

(11)

 

 

 

б1 1

 

1

 

 

;

 

(12)

 

 

 

 

 

 

 

 

Z ВХОД

 

R1

 

 

 

R4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

(R4 1)

 

C p 1

;

(13)

 

 

 

 

 

 

 

 

Z ВХОД

R1 (R4 C

p 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

ZОС

 

 

R2

 

(R4 1) C p 1;

(14)

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

R

 

 

 

R C

p 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВХОД

 

1

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T02 p 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WКЗ ( p) k0

 

 

 

 

 

,

 

(15)

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

p 1

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

где k

0

 

; T

R C ; T

 

(R

4

1) C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

4

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример расчета пассивного корректирующего звена (рис. 8):

Рис. 8. Пассивное корректирующее звено

9

Передаточная функция пассивного корректирующего звена:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WКЗ

( p)

 

 

ZОС

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(16)

С

 

 

 

 

Z ВХОД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

Cp ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(17)

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2k

 

 

 

R2k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ZВХОД R1k Lp

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

(18)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2k Cp

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2k C p 1

 

 

 

 

 

;

 

 

(19)

 

 

 

Z

 

 

L R

C p2

 

(R

 

R

 

 

C L) p R

R

 

 

и

 

 

 

 

 

 

1k

 

 

 

2k

 

 

 

 

 

 

 

1k

2k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВХОД

 

 

 

2k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ZОС

 

 

 

 

 

 

R2k

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(20)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2k C

p 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ZОС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

(21)

 

 

 

 

L R

C p2

 

(R

 

R

C L) p R

R

 

 

 

 

 

Z

ВХОД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1k

 

 

 

2k

 

 

 

 

 

 

 

1k

2k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WКЗ

( p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k0

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

(22)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T 2

 

p2 T

 

p 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2k

 

 

 

2

L R2k

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1k R2k C L

 

 

 

 

 

 

 

 

где k

0

 

 

 

б; T ; T

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1k R2k

 

 

 

R1k R2k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1k

R2k

 

 

 

 

 

 

 

 

Передаточная функция разомкнутой системы с корректирующим

звеном:

WРАЗ( p) WКЗ ( p) WЭУ ( p) WГ ( p) W

( p) WТГ ( p) ;

 

 

 

 

 

(23)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

( p)

k0 (T02 p 1)

k

 

 

 

 

 

 

 

 

k1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

k

 

 

;

(24)

 

 

РАЗ

ЭУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТГ

 

 

 

 

T p

1

 

 

 

T

p2 T

 

 

 

 

 

 

 

T p 1

 

 

T

 

 

p 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Я М

 

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

И

 

 

W РАЗ ( p)

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(T

01

p 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д(T p 1) (T T p T p 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(T02 p 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где kРC k0 kЭУ k1 k Д kТГ .

Находим такое значение k0, чтобы статическая ошибка

соответствовала разрешенной:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (t)

 

k f

MC (t)

 

 

 

 

 

k f

MC (t)

 

;

(26)

1

k

 

1

k

 

1 k

 

k

 

k k

 

k

СТ

 

РС

 

РС

 

0

ЭУ

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

ТГ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k f MC

(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СТ

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k0

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

(27)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kЭУ k1 k Д kТГ

 

 

 

 

 

 

10