Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Регуляторы скорости и тока на ПИ-регуляторах
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Электрические машины, Электропривод и Управление
Страницы: 1, 2, 3
Andbiz
Здравствуйте, уважаемые форумчане!
Требуется Ваша помощь. Специфика вопроса немного узкая, но все же спрошу.
В университете преподаватель задал вопрос. Пока не могу разобраться в нем.
Есть система регулирования шахтной подъемной машиной, показанная на следующей схеме.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Система двухконтурная, построенная на двух ПИ-регуляторах.

Суть вопроса. На выходе задатчика интенсиности (на входе регулятора скорости) напряжение прямолинейно возрастающее. Что будет на выходе регулятора скорости, а что будет на выходе регулятора тока?

Я нарисовал обычную передаточную характеристику ПИ-регулятора и сказал, что наклон будет изменяться в зависимости от постоянной времени. Преподаватель сказал, что это неправильно.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Спросил у людей, которые работают с этими регуляторами вживую - мне нарисовали следующие схемы:
Слева при линейно возрастающем, а справа - при постоянном напряжени.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Спросил - где можно найти примеры этих характеристик, чтобы разобраться, как они получаются - они не знают.

Регулятор скорости настроен на симмитричный оптимум, а регулятор тока - на модульный оптимум.
Кто-нибудь сталкивался с этими характеристиками и не знают ли литературу или хоть какой-нибудь источник, где можно было бы найти эти графики и объяснить их построение
AlexandrY
Цитата(Andbiz @ Oct 30 2013, 10:09) *
Кто-нибудь сталкивался с этими характеристиками и не знают ли литературу или хоть какой-нибудь источник, где можно было бы найти эти графики и объяснить их построение


В англоязычной литературе это называется cycloconverter.
Хорошее описание принципов циклоконвертеров есть в книге "Modern power electronics and AC drives" Bimal K. Bose
Andbiz
Цитата(AlexandrY @ Oct 30 2013, 23:15) *
В англоязычной литературе это называется cycloconverter.
Хорошее описание принципов циклоконвертеров есть в книге "Modern power electronics and AC drives" Bimal K. Bose


Так это же двигатели переменного тока. Разве для постоянного двигателя все будет аналогично?
TSerg
Я извиняюсь, а составлять передаточные функции и решать их Вас не учили?
Это же основы ТАУ.

Цитата
Кто-нибудь сталкивался с этими характеристиками и не знают ли литературу или хоть какой-нибудь источник, где можно было бы найти эти графики и объяснить их построение


Любой учебник по ТАУ и САУ с электроприводами постоянного тока + ТОЭ.
Башарин, Чинаев, Вешеневский, Зимин.., Бессонов.

P.S.
В общем случае, определить характер сигналов на выходе регуляторов можно только с оговорками, т.к. зависит это от многих параметров.
Например, при сигнале задания "ступенька" (функция Хэвисайда) вид сигналов регуляторов более определяем, чем при линейно-нарастающем, т.к. в последнем случае система может и не выйти на ограничение тока.

Типичные переходные процессы ( скорость и ток ) в нереверсивном приводе постоянного тока с питанием от тиристорного преобразователя с ПИД-регулятором по скорости и ограничением пускового тока.


P.S.
Если известна передаточная функция системы, то реакция на произвольное воздействие, в т.ч. линейное, может быть определена через интеграл Дюамеля.
Andbiz
Буду очень рад и очень Вам признателен, если Вы зададите мне направление, а я уже дальше попробую построить самостоятельно для своего случая.

У меня есть передаточные функции. Описываемая выше схема характеризуется следующей структурной схемой:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Структурную схему я расчитывал. Все ее параметры у меня есть. Просто я не знаю, как лучше получить графики.

Т.е. эту структурную схему можно промоделировать в какой-нибудь системе и посмотреть сигналы в каждой из ее точек. Верно? А как поступать с обратными связями? Они же будут влиять на выходной сигнал с регуляторов?
А в какой системе Вы моделировали вышеприведенный график?
TSerg
Врукопашную считать системы вполне возможно, во всяком случае в линейных или приводящихся к линейным случаях.
Тому порукой то, что я, студентом, лично считал на логарифмической линейке ( даже не на калькуляторе ) именно такие САУ подчиненного регулирования.

Чтобы вычислить переходной процесс в какой либо точке, необходимо составить передаточную функцию относительно нее и возмущающего воздействия ( например сигнал задания или момент возмущения) и далее решать операторным методом.
Для облегчения расчетов можно сделать некоторые упрощения, пренебрегая малыми постоянными и считая такие звенья безинерционными ( тахогенератор, фильтр датчика тока, тиристорный преобразователь ).

Наиболее полно такие системы можно исследовать в специализированных симуляторах динамических систем, например VisSim ( есть свободная русская версия, искать по фамилии Клиначев ), а также есть отечественная бесплатная МВТУ ( разработка Бауманского ).
График приведен из VisSim.

Если будут вопросы - велкам.
Andbiz
Сам переходной процесс всей системы у меня есть. Он выглядит следующим образом:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Получал я его методом трапеций через номограммы Солодовникова по ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутого контура скорости:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Скачал VisSim v5.0e по следующей ссылке:
http://model.exponenta.ru/download.html
Т.е. я могу построить в нем свою систему, а затем промоделировать и просматривая сигналы на выходах регуляторов при определенном задающем состоянии. При этом я получу нужные мне графики. Верно?
TSerg
Цитата
При этом я получу нужные мне графики. Верно?


Да.
Andbiz
Пытаюсь построить, но не получается разобраться, как именно нарисовать эту схему - раньше не работал в VisSim.
Пока получается вот так.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Но модель пока не работает. Нужно каким-то образом получить линейно возрастающее напряжение, но пока не вижу способа. Как лучше это сделать?

Есть грубые ошибки?

Если подавать постоянный сигнал, то получается вот такие всплески.
Красный - на выходе регулятора скорости. Синий - на выходе регулятора тока.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
TSerg
Попробую Вас проконсультировать завтра (в пределах рабочего дня - следите), сегодня увы - уже нет времени на это.
Andbiz
Ок. Буду следить.
Andbiz
Попробую написать, в чем мне получилось разобраться и в чем я застрял.
На схеме отображены следующие передаточные функции звеньев:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Постоянные:
Тт=0.02 сек
Тм=0,423 сек
Тμ=0,01 сек
Тэ=0,0664 сек

Коэффициенты и постоянные:
ас=bc=aт=2
Кс=Кдт*Кш=0,023 - коэффициент обратной связи по току;
Кт=Ксд*Ктг=0,306 - коэффициент обратной связи по скорости;
Св=12,056 - конструктивная постоянная двигателя
Rэ=0,05559 - полная цепь якорной цепи
Кт=0,023424
Ктп-76,986

Ткже прочитал, что когда электромеханическая постоянная времени Тм больше 4*Тμ, то обратной связью по Э.Д.С. можно пренебречь, т.е, как я понял структурную схему можно упростить до следующего состояния:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

На схеме я также убрал сумматор с током статора между якорной цепью двигателя и механической частью.

В VisSim нашел блок генератора, который отвечает за линейно возрастающий сигнал (Ramp), но так получается что сигнал линейно возрастает, но сигналы на выходах регуляторов скорости и тока начинают возникать неугасающие колебания с огромными амплитудами:
Вот они:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

На всякий случай приложу файл VisSima:
http://www.sendspace.com/file/vvvilv

В самом первом сообщении я приводил рисунок, который мне нарисовал наладчик, который налаживает эти шахтными подъемные установки. Он график так:
На выходе скорости сначала происходит бросок задания, который обусловлен первоначальным троганием двигателя. Также сказал, что бросок возможно обусловлен перерегулированием симметричного оптимума (у меня он задан для регулятора скорости). Затем происходит работать с динамическим током (двигатель разгоняется), затем тока спадает и работает на определенной скорости. На выходе регулятора тока скорость в первоначальный момент трогания имеет ступеньку перерегулирования (возможно из-за модульного оптимума), но в целом повторяет сигнал задания на входе регулятора скорости.
Я так понял, что у меня должны быть подобные графики, но у меня вообще непонятно что.

Где я ошибся?
TSerg
Прежде всего подумайте над тем, что в реальной системе присутствуют ограничения сигналов.
Например, если мы используем операционные усилители (питанием 10 V) в качестве решающих элементов и Slope = 1 V/s, то через
10 s усилитель войдет в насыщение и сигнал на выходе не превысит 10 V, что моделируется блоком Limit с порогами +/- 10 V.

Тоже самое относится к другим блокам-усилителям, например тиристорному преобразователю (ТП), регуляторам и др.
Впрочем, если сигнал на входе ТП не превысит максимально допустимый, то и выход тоже не превысит.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Следующий этап - составление моделей отделных узлов:

ПИ-регулятор скорости.
Схема его примитивна - пропорциональная ветка и ветка с интегратором, каждая со своим коэф. передачи + сумматор.
Однако реальная схема, как уже указывалось выше, должна включать ограничители. Используем блок интегратора-ограничителя.
Ставить обычный интегратор + ограничитель - нельзя, хотя сигнал и будет ограничен, но выхода, а не интегратора, а это нарушение физичности.
Итого:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Дабы упростить чтение схемы, группируем параметры в блок Parameters, а ПИ-регулятор канала скорости - в блок PIS.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Теперь попробуем сделать САУ на основе созданного регулятора.
Пусть объект управления - инерционное звено первого порядка (апериодическое) с постоянной времени Ta=1 s
Замкнем обратную связь через сравнивающий элемент - сумматор-вычитатель и посмотрим на график переходного процесса.
Как видим, при заданных наобум параметрах, видна быстрая отработка пропорциональным звеном и медленная "доводка" выхода до номинального значения интегрирующим звеном.
В общем САУ худо-бедно работаетsm.gif
Andbiz
Я попробовал сделать просто с ограничителем выше приведенный свой вариант - результат тот же.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Способом ввода переходной функции, просимулировать систему нельзя?

А что у Вас обозначено под Ksp, Ksi, LU, LD?
TSerg
Цитата
Способом ввода переходной функции, просимулировать систему нельзя?


Можно, но я делаю для нагладности из отдельных звеньев.
Ksp - коэф. передачи пропорционального канала
Ksi - к.п. интегрального канала
LU, LD - пределы ограничения верхний и нижний, соответственно.

Пример САУ с ПИ-регулятором и инерционным звеном:
(точнее, здесь выключен интегральный канал, т.е. это только П-регулятор - статическая система с наличием ошибки выхода)
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А вот и ПИ-регулятор:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Andbiz
И вот еще вопрос.

Стандартная передаточная функция ПИ-регулятора: К(Тр+1)/Тр. Как я понимаю, Вы в VisSim собрали эту модель. Но где Вы записали постоянные Т и где форсирующуая К(Тр+1) и интегрирующая 1/Тр часть этого звена.
Вдобавок у меня в запись ПИ-регулятора еще входят доволнительные элементы, которые компенсируют постоянные тиристорного преобразователя и самой электрической части двигателя. Это же тоже нужно сделать?
TSerg
Стандартное выражение для ПИ-регулятора:

Wpi(s) = Wp(s) + Wi(s) = Kp + Ki/s = (Kp*s+Ki)/s

Kp - коэф.передачи пропорционального канала
Ki - * интегрального канала
Andbiz
Вроде как запись ПИ-регулятора:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Я попробовал поставить ограничители на выходе обоих регуляторов. Получилось вот такие сигналы:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Но ведь это же неправильно?

Вы очень подробно расписываете ПИ-регулятор и я с Вами полностью согласен, что так его лучше завписывать для глубокого понимания.

Я лучше понимаю запись, когда в блоки записыватся передаточная функция. Точнее - мне хочется получить сами выходные сигналы на выходе регуляторов скорости и тока.
TSerg
При чем тут лучше-хуже?
Есть стандартная математическая запись, из нее и надо исходить.

Может у Вас ПИД-регулятор?

Тогда:

Стандартное выражение для ПИД-регулятора:

Wpid(s) = Wp(s) + Wi(s) + Wd(s) = Kp + Ki/s + Kd*s = (Kd*s^2 + Kp*s+Ki)/s

Kp - коэф.передачи пропорционального канала
Ki - * интегрального канала
Kd - * дифф.канала.
Andbiz
Ограничил сигнал на уровне 24 В:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Получил вот такие сигналы - практически прямоугольные импульсы:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нет, у меня ПИ-регулятор.
Согласен с Вашей формой записи.
Но почему у меня не получается промоделировать работу?
TSerg
Потому, что надо отлаживать работу постепенно, блок за блоком.
Или Вы думаете, что собрав самолет его сразу отправляют в небо?
Andbiz
Хорошо, попробую оставить только контур тока.
У меня был на предыдущих схемах пропущена передаточная функция тиристорного привода.

Поставил ее и оставил только замкнутый контур регулятора тока:
Получилась вот такая ситуация:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Побровал в свою первую функцию вставить блок тиристорного преобразователя - получил вот такой результат:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Пока получается так:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
У меня есть какие-то ошибки?
TSerg
Следующий элемент - собственно ПФ ДПТ:

Ra - сопротивление якорной цепи
Cm - моментный коэф.
Ce - скоростной коэф.
J - момент инерции
Mres - момент сопротивления

Переменные:
Ia - ток я.ц.
Ma - движущий момент
Wa - скорость вращения

Составьте в таком прозрачном для понимания варианте и проверьте номинальные параметры при номинальном напряжении.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла



Цитата
У меня есть какие-то ошибки?


Понятия не имею, я вам даю направления для размышлений, а проверять весь ваш проект - извините.
Andbiz
В том то и проблема, что я не совсем понимаю вариант, когда Вы записываете .

Откуда у Вас взялись?

Cm - моментный коэф.
Ce - скоростной коэф.
J - момент инерции
Mres - момент сопротивления

Ia - ток я.ц.
Ma - движущий момент
Wa - скорость вращения

Как я понимаю, нужно привязаться к какой-то структурной схеме. Я пытаюсь привязаться к своей структурной схеме, но в ней нет этих значений. Они обязательны или можно обойтись без них?

Еще вопрос - что обознчает в VisSim этот треугольник?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Цитата(TSerg @ Nov 1 2013, 11:11) *
>У меня есть какие-то ошибки?

Понятия не имею, я вам даю направления для размышлений, а проверять весь ваш проект - извините.


Мне не нужна проверка. Значения я все просчитал - там все верно. Меня интересуют грубые ошибки при работе в VisSim. Я хочу сделать все самостоятельно, но иногда требуется еще чья-то помощь.
Просто сегодня вечером есть возможность попытаться попасть еще раз к этому преподавателю (следующий раз только через неделю), но нужно иметь какие-то результаты, вот я и пытаюсь собрать какую-то информацию.
TSerg
Это общеизвестные расчетные параметры ДПТ
Cm - моментный коэф.
Ce - скоростной коэф.

Это момент инерции якоря и приведенный момент инерции нагрузки - асолютно реальная величина.
J - момент инерции

Не бывает двигателей без момента сопротивления. Он складывается из момента трения в подшипниках, вентилляторного момента и полезного момента нагрузки.
Mres - момент сопротивления

Это просто переменные, в которых присутствуют симулируемые параметры: ток, момент, скорость. Введены для удобства ссылок и построения графиков.
Ia - ток я.ц.
Ma - движущий момент
Wa - скорость вращения

Цитата
Как я понимаю, нужно привязаться к какой-то структурной схеме. Я пытаюсь привязаться к своей структурной схеме, но в ней нет этих значений. Они обязательны или можно обойтись без них?

Я нарисовал вам упрощенную структурную схему ДПТ, еще можно ввести постоянную времени я.ц.

Все это элементарно рассчитывается на основе паспортных данных двигателя.

Треугольник в VisSim - это просто коннектор, для удобства разводки линий связи.
Andbiz
А можете ли загрузить передаточную функцию двигателя постояного тока и ПИ-регулятора, которые вы показывали на следующй сайт:
http://www.sendspace.com/

А как в Вашей форме записи учитываются переменные, которые компенсируются ПИ-регулятором в дальнейшем?
Herz
TSerg, пожалуйста, оформляйте цитаты при помощи редактора самостоятельно. Это элементарная процедура.
TSerg
Ta = La/Ra - электромагнитная постоянная я.ц
La - индукктивность я.ц.

Tm = J*Ra*Ce^2 - электро-механическая постоянная времени

и т.д.
Все это прекрасно описано в книжках по двигателям и электроприводу.

Цитата(Herz @ Nov 1 2013, 12:49) *
TSerg, пожалуйста, оформляйте цитаты при помощи редактора самостоятельно. Это элементарная процедура.


ок, учту -я по старой привычке, лаконично.

Ссылка на файл проекта в vissim
http://exfile.ru/443937

На текущий момент там САУ только с контуром скорости.
Остальное сами доделаете.
Да, и никаких оптимизаций параметров там не сделано, от балды все цифры, но работаетsm.gif

P.S.
Я на обеде с часокsm.gif
Andbiz
Цитата(TSerg @ Nov 1 2013, 12:08) *
Ta = La/Ra - электромагнитная постоянная я.ц
La - индукктивность я.ц.

Tm = J*Ra*Ce^2 - электро-механическая постоянная времени

и т.д.
Все это прекрасно описано в книжках по двигателям и электроприводу.


Эти данные у меня расчитаны.
Ок. Сейчас буду пробовать.

Пока столкнулся с ошибкой "Sorry, VisSim/PE block count exceed" при попытке сохранить проект с большим количеством элементов.
Какая у Вас версия VisSim?
TSerg
Лицензионнаяsm.gif
Andbiz
Переустановил VisSim с версии 5.0f на 6.0А - ошибка вроде как пропала.
TSerg
Да, кстати - рекомендую скачать студенческую версию 3.0
Сейчас проверил, она немного ругается на файл проекта от v.5 при его открытии, но работает дальше нормально.

А, ну все - тогда нет вопросов.
Andbiz
Пробую подстроить созданную Вами модель под себя.
Как я понял, у Вас электрическая и механическая часть двигателя соеденены вместе под блоком DCM-2.
Замкнутый контур регулятора тока объеденяет ргулятор тока, тиристорный привод и электрическую часть двигателя. На последенем звене этой цепи делается отрицательная обратная связь на вход регулятора тока.
Вот так же, как я сделал делать нельзя и блок DCM-2 нужно разделить на два блока, чтобы сделать эту обратную связь. Верно?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
TSerg
DCM-1 - это модель ДПТ без учета электромагнитной постоянной, т.е. пренебрегаем индуктивностью якоря.
DCM-2 - это с учетом э.м.

В этих моделях нет ни ТП, ни чего другого - это только ДПТ.

Кстати, вот добавил контур тока - прекрасно видно ограничение тока при пуске
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

И заметим, САУ прекрасно реагирует на наброс нагрузки на 5-й секунде.

Файл проекта
http://exfile.ru/443951


Наконец добавляем блок тиристорного преобразователя ( упрощенная модель из апериодического звена ):
Вопросов к САУ практически нет (это причем, что параметры подобраны вручную, без науки).

На участке разгона ток явно ограничен, перерегулирование скорости очень небольшое, при набросе нагрузки динамические отклонения небольшие.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Файл проекта:
http://exfile.ru/443952

P.S.

А вообще-то, должен сказать, что контур тока не делают линейным, как правило.
Этот контур включается с отсечкой, что только благоприятно сказывается на динамике и устойчивости.

P.P.S.
Для дальнейшего улучшения динамики переходят к ПИД-регуляторам.
AlexandrY
Цитата(Andbiz @ Nov 1 2013, 12:49) *
Пробую подстроить созданную Вами модель под себя.


Надо ж так в трех соснах блуждать.
У вас вся модель и все данные на ладони, что редко бывает в жизни.
Возьмите MATLAB и не мучайтесь. Вся хитрость в обеспечении сходимости расчетов. VisSim видать в этом не силен.
Вот нормальный результат по вашей модели в MATLAB/Simulink
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Tanya
Может быть, я Вас зря отвлеку от интересного диалога...
Вот для бедных... (без лицензии) - можно симулировать в обычном и привычном симуляторе, заменив двигатель конденсатором и парой резисторов. Можно добавлять индуктивность, генераторы тока...
Напряжение на конденсаторе - это скорость вращения, емкость - момент инерции...
AlexandrY
Цитата(Tanya @ Nov 1 2013, 13:41) *
Может быть, я Вас зря отвлеку от интересного диалога...
Вот для бедных... (без лицензии) - можно симулировать в обычном и привычном симуляторе, заменив двигатель конденсатором и парой резисторов. Можно добавлять индуктивность, генераторы тока...
Напряжение на конденсаторе - это скорость вращения, емкость - момент инерции...


Ну какая тут симуляция вообще нужна если все передаточные функции заданы аналитически?
Если бы студент был менее ленивым мог бы в Mathcad вывести за 5-ть минут аналитические формулы отклика.
TSerg
VisSim прекрасно справляется со многими расчетами и он как раз весьма силен в расчетах динамических систем для тем кому привычнее проектировать системы по структурным схемам.

Симулировать можно в чем угодно, если есть понимание физичности моделей.
Если же прятаться за передаточные функции, то и выйдет пшик.

Я уже намекал студенту, что такие системы, без явных нелинейностей, мы считали на логарифмической линейке.

Однако нелинейные системы ( отсечка тока и пр ) - на линейке уже трудно считатьsm.gif
Tanya
Цитата(AlexandrY @ Nov 1 2013, 15:47) *
Ну какая тут симуляция вообще нужна если все передаточные функции заданы аналитически?
Если бы студент был менее ленивым мог бы в Mathcad вывести за 5-ть минут аналитические формулы отклика.

Студент хотел разобраться - сначала пощупать, потом понять... спинным мозгом, а потом уже разбираться с формализмом передаточной функции. Я так поняла. Его.
TSerg
Студент радостный побежал к преподу.
По крайне мере, хоть что-то пытался сделатьsm.gif
Andbiz
Цитата(TSerg @ Nov 1 2013, 15:08) *
Студент радостный побежал к преподу.
По крайне мере, хоть что-то пытался сделатьsm.gif


Студент радостный не побежал к преподавателю. Студент пытается разобраться.
Я очень Вам благодарен за то, что помогли мне. Я пытался раньше делать что-то в VisSim и Matlabe, но в первой программе у меня не получалось разобраться, как в ней работать, а во второй - не отображаются графики.
Я хочу понять работу электропривода. Сейчас у меня есть материал-примеры, который я могу проработать, сравнивать, поразбираться.

С нуля очень тяжело что-то самому делать.
TSerg
Ну, на то и форум, хотя так детально обычно не консультируют.
Я увидел, что у Вас есть интерес разобраться в принципах САУ электроприводов, потому Вы и получили материал для осмысления.

P.S.
В конце-то концов, настает время, когда надо отдавать долги и отдавать их хочется тем, кто готов думать и работать.


Будут вопросы - велкам.
Andbiz

Хорошо. Спасибо большое. Мне материалы нужны и для работы и для учебы. Я постараюсь проработать весь материал темы и если вдруг возникнут по нему вопросы, то буду задавать.
Andbiz
Постарался за выходные поразбираться с моделирование и пониманием работы электропривода.
Напишу свое краткое понимание того, что я понял.
Ранее я писал, что ввиду малости некомпенсируемой постоянной электропривода (она также упоминается, как постоянная тиристорного преобразователя), то обратной связью по ЭДС при моделировании можно пренебречь и ее не рассматривать.
Обратил внимание, что это все же не так - действие ее выход регулятора тока довольно высоко. С ее учетом график больше похож на тот, который в жизни:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Далее обратил внимание на довольно высокое перерегулирование на выходе регулятора скорости (РС) и низкое на выходе регулятора тока (РТ):
Объяснение в этом нашел в том, что РС настроен на симметричный оптимум (43 % перерегулирование), а РТ - модульный оптимум (4,3 % перерегулирование).
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

В курсовом я расчитывал влияние системы на скачкообразное входное воздействие. Переходной процесс у меня имел перерегулирование 52%. Думаю, что это из-за сумарного воздействия модульного и симметричного оптимума. С этим суммарным воздействием у меня вообще отдельная ситуация. Строил ЛАЧХ всей системы - график получился следующий:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
По критерию требованию симметричного оптимума должна быть симметрия относительно частоты среза. Наклоны у меня разные - 40 и -60 дБ/дек - думаю, что так влияют друг на друга симметричны и модульный оптимум (их сложение наклонов). Среднечастотная часть ЛАЧХ должна быть симметрична относительно частоты среза - она у меня явно несимметричная и я думаю, что это как-то влияют на нее эти суммарные настройки двух регуляторов, у меня также нет совпадения частоты среза и пика ЛФЧХ. У меня график ЛАЧХ как-то сведен влево, а ЛФЧХ вправо. Но тем не менее система устойчива и имеет достаточное быстродействие (время регулирования 0,16 сек).

Каждый контур компенсирует постоянные входящие в них. Контур РТ компенсирует тиристорный преобразователь и двигатель (электрическую часть), а РС - механическую часть двигателя и внутренний контур, который, как я понял представлен в качестве пропорциональной состовляющей Кт (коэффицент усиления шунта).
Хотя прочитал в одном месте, что после сворачивания всех контуров (сокращения компенсируемых частей), то ПФ замкнутого первого контура должно быть апериодическим звеном. Попытался свернуть свою систему. Внутренний контур прекрасно свернулся, а внешний не совсем - ПФ регулятора компенсировало элементы системы, но замкнутый первый контур представлен форсирующим звеном, а не апериодическим. Объяснение этому долго пытаюсь найти. Пока в одном месте встретил, что представлять внутренний контур нужно, как апериодическое звено, а не пропорциональное, как в моем случае - тогда бы все было бы нормально. Но метод представления использоваемый мною встретил в одном справочнике, не думаю, что они ошиблись. Система у меня вроде устойчивая.

В общем как-то так.
Andbiz
По поводу компенсации постоянных.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Внутренний контур образован регулятором тока РТ, ТП и механической составляющей двигателя.
Для настройки РТ на модульный оптимум, необходимо, чтобы регулятор описывался переходной функцией 1/2Tμp(Tμp+1) и в ней запись величин, которые должен компенсировать регулятор – т.е. ТП, М и обратная связь по току Кт=Кдт*Кш.

Т.е. запись ПФ РТ должна быть:

((Tμp+1)*(Tэp+1)*Rэ)/(2Tμp*(Tμp+1)*Ктп*Кт)= ((Tэp+1)*Rэ)/(2Tμp*Ктп*Кт)

Эта запись ПФ совпадает с моей.
Для настройки РС на симметричный оптимум, необходимо, чтобы регулятор описывался переходной функцией ((4Tμp+1)/4Tμp)*(1/2Tμp(Tμp+1)). Компенсируемые величины – внутреннего контура регулятора тока, механической части двигателя и обратной связи по скорости Кс=Ксд*Ктг.

Т.е. запись ПФ РС должна быть:

((4Tμp+1)/4Tμp)*(1/2Tμp(Tμp+1))*(CвTмpКт/RэKc),

где Кт – представление внутренненего контура тока, но эта запись не сходиться с моей.
Если подумать, что внутренний контур тока полностью скомпенсированный и нужно компенсировать только сам РТ, т.е. 1/2Tμp(Tμp+1), то запись ПФ РС должна быть:
((4Tμp+1)/4Tμp)*(1/2Tμp(Tμp+1))*(CвTмp*2Tμp(Tμp+1)/RэKc)= ((4Tμp+1)/4Tμ))*(CвTм/RэKc)
В результате получается не апериодическое, а форсирующее звено.

Какая из этих записей правильная? Что компенсирует внешний контур?
TSerg
Исходите из того, что внутренний контур ( регулятор тока ) должен компенсировать электромагнитную постоянную времени ДПТ (Te), оставляя некомпенсированным постоянную времени тиристорного преобразователя Tп, а внешний контур ( регулятор скорости ) - стабилизирует скорость астатически и компенсирует электро-механическую постояннунную времени ДПТ (Tм).

Итого имеем ПФ регулятора тока:

Wi(p) = (1+Te*p)*Ra/(2*Kт*Кп*Тп*p)

Для скоростного контура можно вывести ПФ регулятора:

Wc(p) = Ce*Tм*Kт*(1+8*Тп*p)/((4*Тп*Кс*Ra)*(8*Тп*p))
Andbiz
Цитата(TSerg @ Nov 5 2013, 11:17) *
внешний контур ( регулятор скорости ) - стабилизирует скорость астатически и компенсирует электро-механическую постояннунную времени ДПТ (Tм).

Для скоростного контура можно вывести ПФ регулятора:

Wc(p) = Ce*Tм*Kт*(1+8*Тп*p)/((4*Тп*Кс*Ra)*(8*Тп*p))


Внутренний контур я понимаю, а вот формулу для внешнего контура получить пока не удается.
Как я понимаю, есть формула регулятора скорости (основа), к которой затем дописываются величины, к которой нужно компенсировать.
Основа определяет настройку контура либо на симмеричный, либо на модульный оптимум. Верно?
TSerg
После определения ПФ внутреннего ( подчиненного ) токового контура он рассматривается как некомпенсируемый, т.е. сводим скоростной контур к первой задаче ( компенсируем электро-механику и забиваем на ток )
Andbiz
Цитата(TSerg @ Nov 5 2013, 13:32) *
После определения ПФ внутреннего ( подчиненного ) токового контура он рассматривается как некомпенсируемый, т.е. сводим скоростной контур к первой задаче ( компенсируем электро-механику и забиваем на ток )

Тогда нужно компенсиовать Се*Тм*Кт/Кс*Ra

А что у Вас представлено под (1+8*Тп*p)/(8*Тп*p)?
TSerg
Тп не компенсируется скоростным контуром, но его Кп участвует в ПФ внешнего контура.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.