Приветствую. Мало смыслю в электроприводах и теории управления, но стоит задача спроектировать систему управления, где объектом управления является двигатель IM9081 ( http://ooomel.ru/nomenklatura/new/55/agat.pdf )
с подключенной через редуктор нагрузкой. Управлять необходимо как скоростью так и положением нагрузки. Решил начать с построения модели ДПТ по схеме на картинке из этой книги (стр 38): http://robsim.dynsoft.ru/design2.pdf. И сразу же возникли вопросы:
1. Как определить тип возбуждения двигателя? В паспорте об этом ничего не говорится.
2. Или же эта схема подходит для любого ДПТ.
3. Как изменится схема из-за введения редукторов.
В принципе, если свернуть схему не учитывая внешний момент инерции и нагрузки, то передаточная функция по скорости вырождается в апериодическое звено первого порядка. У меня получилось: W = 43.63 / (0.005p + 1). Теперь если построить переходную характеристику, установившееся значение равно 43.63. Но разве оно не должно быть равно частоте вращения ротора на холостых оборотах, т.е. 837 рад/сек, двигатель ведь не нагружен?

Это немного бессмысленное занятие, поскольку динамика нагрузки здесь будет определяющей вещью.
А динамикой двигателя можно пренебречь , и его модель того и гляди превратится в пропорциональное звено.
Лучший метод - идентифицировать модель на стенде.

Ну хорошо. В системе присутствует тахогенератор для измерения скорости нагрузки двигателя. Таким образом если подавать на двигатель ступенчатое воздействие и рассматривать модель все же как апериодическое звено первого порядка, можно измерить время за которое скорость доходит до установившегося значения. Делим на 5 (или нет?), получаем постоянную времени. Но как получить числитель передаточной функции (интуиция подсказывает, что он должен быть равен скорости холостого хода ДПТ)? И какой величины необходимо подавать воздействие? Или вообще все не так?

Да к тому же это на начальном этапе нагрузку можно принять за константу, но в условиях эксплуатации нагрузка возможно будет изменяться, поэтому хотелось бы в дальнейшем исследовать поведение системы при различных нагрузках. Поэтому я сомневаюсь в целесообразности идентификации модели на стенде.

Сразу видно, что до стенда нужно читать книжки. Или нанять кого-нибудь.
Может, Вам поможет...
В первом приближении двигатель можно представить в виде конденсатора, заряжаемого через резистор.
к конденсатору с резистором нужно параллельно включить управляемый резистор или генератор тока, которые имитируют нагрузку и трение.

Цитата из википедии:
"Тахогенера́тор (от др.-греч. τάχος — быстрейший, скорость и генератор) — измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенного значения частоты (угловой скорости) вращения вала в пропорциональный электрический сигнал.

Величина (ЭДС), а в некоторых типах ТГ и частота, сигнала прямо пропорциональны частоте вращения."

В моей системе ротор ДПТ через редукторы соединен с ротором тахогенератора и вращающейся вокруг одной оси нагрузкой. Следовательно, зная передаточные числа редукторов и крутизну тахогенератора, можем измерить скорость вращения нагрузки, и скорость вращения ротора ДПТ. Что Вам не понравилось в моей формулировке?



Верно. В этом случае я смогу оценить влияние изменяющейся нагрузки. Но ведь система начнет разрастаться, появятся регуляторы (по скорости, по положению), еще бог знает что... Все это мне тоже переводить в схемотехническое приближение? Не хотелось бы.

Нагрузкой двигателя обычно называют механический момент, а не устройство, которое этот момент создает.
Из этой простой модели видно, что сначала нужно сделать управляемый регулятор (генератор) тока.
Что там должно разрастаться?

Таню послушать, то проблем управления вообще нет.
Главное сделать регулятор тока, и какая бы нагрузка ни была мы всегда сделаем нулевую ошибку регулирования.

Эт постулат из учебников. А в жизни нагрузка - механизм, и его обязательно надо учитывать в модели

Использование регулятора тока решает проблему управления двигателем - его моментом, но только эту. Проблема управления тем, что приделано к двигателю остается. Просто задачи разделяются.

А теперь вопрос. Почему вы решили разделить задачи?
Где обоснование что задачу именно так надо разделять?

Это к тому что в детских учебниках, где приняты такие дикие упрощения отдельно регулятор момента уже не нужен.
Ставят PI регулятор скрости и на бумаге все отлично получается с ним одним.

А могли бы Вы посоветовать хорошие "недетсткие учебники" по системам управления? желательно ориентированные на практику. А то я встречал много способов синтеза регуляторов, но нигде не видел даже статейки о реализации их на практике (если не считать ручной подбор коэффициентов ПИД-регулятора).

Обоснование Вам подавай... Все (абсолютно все) физические задачи только так и решаются. Вот, считая движение, например, пули не учитывают колебания атомов, ее составляющих. А при счете колебаний атомов в молекуле не рассматривают движение электронов. И все нормально соответствует...
Некоторые (было такое однажды) при расчете движения лифта что-то лишнее стали учитывать... Там появился маленький такой быстро осциллирующий член, который так же быстро затухал... микросекунды жил... Считали ведь в действительности авторы программы, а не счетчик, подставивший числа.
А про бумагу... Напомнили... Вот случайно села рядом в маршрутке со своей соседкой по дому... Она раскрыла тетрадочку, а там - какие-то интегральные разложения еще и в комплексных переменных. Пишет туда вдумчиво - едет на работу. Значит кому-то эти упрощения еще нужны, раз ее держат на работе, хотя ей уже за 80, я думаю...
Она как раз управленец. Работает в ближнем подмосковье в городе, названном по имени известного академика.

Хм, напомнили мне скачать хорошу книгу.
Вот - http://www.twirpx.com/file/1264961/

Может показаться сначала не по вашей теме, но алгоритмы SMC и ADRC универсальны. Они значительно превосходят PID.
Где только их не применяют.
С SMC например управляют линейными соленоидами, ADRC - главная фишка в библиотеках управлении двигателями у TI.


Ну что, человек нашел способ структурировать время. Я сам без компьютера никуда не хожу.

Что то как-то непонятно... Да еще май инглиш не дает вникнуть в суть... Не мой уровень Я только только начинаю осознавать что же такое LQR и чем он отличается от LQG