ЗМІСТ
ВСТУП
1 РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ незмінної частини ПРИВОДА
2 СИНТЕЗ АЛГОРИТМУ РЕГУЛЯТОРА ШВИДКОСТІ
2.1 Загальні відомості
2.2 Визначення дискретної частотної характеристики незмінної частини
2.3 Визначення бажаної дискретної частотної характеристики
2.4 Визначення дискретної передавальної функції регулятора швидкості
3 ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ МОДЕЛІ НА ЕОМ без обурення І ЗА НАЯВНОСТІ ЗБУРЕНЬ
3.1 Визначення реакції системи без збурень
3.2 Визначення реакції системи під навантаженням
3.3 Робота привода під навантаженням
4 РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ПІДСИСТЕМИ ІДЕНТИФІКАЦІЇ
ВИСНОВКИ
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
Реферат
Курсова робота містить 27 сторінок, 24 рисунка, 4 джерела.
Об'єкт дослідження - цифровий електропривод.
Мета роботи - розробити математичну модель підсистеми ідентифікації зазору в технологічному переміщенні робочого органа за критерієм точності.
У роботі проводиться опис привода передавальними функціями незмінної частини і регулятора. Проводиться аналіз роботи приводу з підсистемою ідентифікації та без неї. Також була проведена ідентифікація системи цифрового електроприводу як астатичного ланки другого порядку.
передавальної функції, ЦИФРОВИЙ ЕЛЕКТРОПРИВОД, СИНТЕЗ, РЕГУЛЯТОР, ІДЕНТИФІКАЦІЯ, перехідні процеси, частотні характеристики, момент інерції
Введення
Курсова робота з дисципліни В«Ідентифікація та моделювання технологічних об'єктів В»відображає основні передумови для виконання ідентифікації параметрів елементів цифрових електроприводів, керованих ЕОМ.
В даний час, проблеми ідентифікації різних параметрів системи управління стали особливо актуальними. Це пов'язано з тим, що повсюдно впроваджуються системи автоматичного управління. Основним завданням ідентифікації є виділення з усього різноманіття параметрів, що діють в системі управління, тих параметрів, які неможливо зареєструвати вимірювальними приладами.
У цій роботі проводиться ідентифікація параметра зазору при регулюванні положення. Створена підсистема ідентифікація, дозволяє виявити вплив зазору і зробити це вплив мінімальним на вигляд перехідного процесу.
Перехідні процеси в цифрових електроприводах отримуються швидкоплинними і мають досить низьку помилку. У зв'язку з цим такі прилади можуть працювати з високим ступенем точності, що дуже важливо приводів подач.
1. Розробка математичної моделі
незмінної частини приводу
незмінна частина складається з фіксатора, широтно-імпульсного перетворювача, двигуна і датчика зворотного зв'язку.
Структурна схема цифрового електроприводу представлена ​​на малюнку 1.1
Малюнок 1.1 - Структурна схема цифрового електроприводу.
Передавальні функції ланок незмінної частини:
- ПФ ШИП, (1.1)
де (запізнювання регулятора/період дискретності).
- ПФ двигуна, (1.2)
- ПФ датчика зворотного зв'язку, (1.3)
- ПФ фіксатора. (1.4)
Тоді передатна функція незмінної частини прийме вид:
(1.5)
де. (1.6)
Дискретна ПФ незмінної частини:
,,
де і т.д.
. (1.7)
У знайдені формули підставимо числа, задані в умові:
Т0 = 10 мс,
П„р = 0.2Т0 = 2 мс,
мс.
Коефіцієнт передачі цифрового електроприводу, тому .
Звідси,.
Двигун ПБВ 132 має характеристики:
- номінальний момент 35 Нм,
- номінальна швидкість 600 об/хв,
- момент інерції якоря 0.189,
- Тя 14.2 с.
Так як в електроприводі крім двигуна є ще маса елементів, що представляють собою активно-індуктивне навантаження (наприклад, з'єднувальні проводи, щітки), то результуюча електромагнітна постійна часу буде більше, ніж Тебе. Орієнтовно приймаємо мс, тобто в два рази більше Тя.
,.
Значить, дискретна передатна функція цифрового електроприводу буде мати вигляд:
Синтез алгоритму регулятора швидкості
2.1 Загальні відомості
Синтез регулятора базується на двох частотних характеристиках:
- дискретної частотній характеристиці незмінної частини привода ( ДЧХ НЧ)
- бажаної дискретної частотній характеристиці
ДЧХ параметрично оптимизируемого регулятора визначається зі співвідношення:
(2.1)
де - бажана ДЧХ розімкнутого контуру в області низьких і середніх частот.
- характеризує запізнювання, пов'язане з дискретними операціями.
2.2 Визначення дискретної частотної характеристики
незмінної частини
Перехід від дискретної передавальної функції до частотної характеристиці проводиться за допомогою білінійної w-перетворення.
(2.2)
(2.3)
Замінюючи в дискретної передавальної функції z на w і w на можна перейти до дискретної частотній характеристиці
(2.4)
Перехід від z до w здійснюється за допомогою цього виразу.
За висловом (1.7) можна записати:
(2.5)
, (2.6)
, (2.7)
, (2.8)
, (2.9)
У нашому випадку, тоді.
Остаточно отримаємо ДЧХ незмінної частини у вигляді:
(2.10)
2.3 Визначення бажаної дискретної частотної характеристики
Тип бажаної частотної характеристики залежить від необхідного порядку астатизму. Існує декілька видів типових ЛЧХ цифрових електроприводів (частіше розглядається п'ять видів типових ЛЧХ). Усі типові ЛЧХ мають в області середніх частот асимптоти з нахилом -20дб/дек і відрізняються один від одного лише нахилом в низькочастотній області. В області високих частот форми ЛЧХ прийняті однаковими. На малюнку 2.1 наведено п'ять типів бажаних ЛЧХ.
Рисунок 2.1 - Типові ЛЧХ цифрових електроприводів.
Передавальні функції, що відповідають наведеним на рисунку 2.1 бажаним ЛЧХ, відповідно мають вигляд:
, (2.11)
, (2.12)
, (2.13)
, (2.14)
. (2.15)
Оскільки швидкісна помилка задана, то система повинна мати астатизм першого порядку. Так як необхідна висока добротність по швидкості, то виберемо бажану ЛЧХ № 1, яка забезпечує великий коефіцієнт передачі системи.
При проектуванні або дослідженні приводів верстатів з ЧПК повинні бути відомі параметри точності при максимальних значеннях швидкостей і прискорень. У зв'язку з цим вхідний вплив необхідно підібрати так, щоб воно було еквівалентно заданих параметрах. В якості типового впливу для електроприводів верстатів зазвичай використовується гармонійний сигнал.
, (2.16)
, (2.17)
. (2.18).
де - узагальнена координата, для якої задані:
- максимальна швидкість;
- допустиме прискорення;
- швидкісна помилка.
Для заданих за умовою курсової роботи значень,, визначимо ці параметри:
,,
с-1,
м
Таким чином, еквівалентне гармонійне вплив матиме вид:
(2.19)
При цьому має виконуватися умова, що помилка буде менше або приблизно дорівнює відношенню до модулю частотної характеристики:
, (2.20)
. (2.21)
У низькочастотній області, отже:
(2.22)
дб
Визначимо, - відношення допускаемого прискорення до помилки. Для створення запасу криву піднімають на 3 дб вгору з-1. Без підйому кривої на 3 дб вгору з-1.
Коефіцієнт передачі системи:
дб.
, (2.23)
де М - коефіцієнт коливає, в моєму випадку М = 1.2. Тоді:
з-1
Частота, при якій ділянку високочастотної ЛЧХ переходить в нахил 0 дб/дек визначиться:
с-1 (2.24).
Дл...
