LABOAOIU AUOAYA NAPĘDU PESAŁNIOWEO ĆWICENIE 7 SEOWANIE SILNIIE PĄDU SAŁEO W SUUE ASADOWEJ WOCŁAW, 4
PLAN ĆWICENIA. Budwa układu rgulacj rędkśc slnka rądu sałg (SPS z kaskadwy łączn rgularów.. aznan sę z dl badang układu rgulacj w rgra alab/sulnk. 3. badan właścwśc dynacznych slnka rądu sałg. 4. Dbór nasaw rgulara rądu wrnka SPS wdług kryru dułu (nsrukacja. 5. Dbór nasaw rgulara rędkśc SPS wdług kryru glra-nchlsa: a. rgular yu P; b. rgular yu PI. 6. Dbór nasaw rgulara rędkśc SPS yu PI wdług kryru syr (nsukcja. 7. Badan dynak układu rgulacj w rzyadku granczna aksyalnj warśc rądu wrnka.
Badan szrgwj srukury rgulacj slnka rądu sałg. dl slnka bcwzbudng rądu sałg Slnk bcznkwy rądu sałg js dsawwy ln naędwy w wysk wyscjalzwanych naędach rzysłwych. Wynka z aku ławg kszałwana jg charakrysyk chancznych., ż snj ndncja zasęwana jg nny ya slnków, slnk rądu sałg js w dalszy cągu wykrzysywany w rakyc (rbyka, naędy brabark, walcark, naędy wycągw. Przy rułwanu dlu aayczng slnka rzyję nasęując załżna uraszczając: - sruń wzbudzna js rsadły d rądu wrnka (slnk z uzwjna knsujący sruń rakcj wrnka, - arary bwdu wrnka są skun, nznn w czas nzalżn d raury, - ja sę zjawska nlnw (wływ nasycna, hsrzy agnycznj, - ja sę n arca, - zakłada sę dalną szywnść ędzy wał slnka a aszyną rbczą. Scha układu lkrchanczng z slnk bcwzbudny rądu sałg wzbudznu lkragnyczny rzdsawn na rys.. ( I L ( ( ( J φ w cns U ( ( E s I w cns U w cns ys.. dl układu naędwg z slnk bcwzbudny rądu sałg rzy sałj warśc sruna wzbudzna
Sruń wzbudzna wywarzany js rzz rąd łynący w uzwjnu wzbudzna. Bardz częs w naędach njszych cy ssuj sę slnk wzbudznu agnryczny, wówczas sruń wzbudzna chdz d agnsów rwałych uszcznych w sjan slnka. Jdnakż dl aayczny slnka (jając bwód wywarzana sruna wzbudzna, js w bydwu rzyadkach dnyczny. Uwzględnając srułwan wyżj załżna uraszczając układ naędwy z slnk bcwzbudny rądu sałg łączny srzęgł szywny js sany rzz nasęujący układ równań: U E d s ( d ( I ( L I ( E ( s d ( d ( ( J ( ( k φ ( c ( (3 ( k I ( c I ( φ (4 gdz: U - naęc zaslając bwód wrnka; I - rąd wrnka; E s - sła lkrryczna wrnka; L, - całkwa ndukcyjnść rzysancja bwdu wrnka; - n lkragnyczny slnka; - n chanczny na wal slnka; J - zasęczy n bzwładnśc układu naędwg; - rędkść kąwa slnka; φ - sruń wzbudzna slnka; c, c - sała knsrukcyjna sała nu slnka; - czas. Scha slnka dwadający równan 4 rzdsawn na rysunku. ( ( U L ( I c ( J ( c ( E s ys.. Scha blkwy slnka bcwzbudng rądu sałg rzy sałj warśc sruna wzbudzna Bardz częs wynk badań rzdsawa sę w jdnskach względnych, z uwag na ławść
równana slnków różnych danych znanwych. Przjśc na jdnsk względn dbywa sę za cą dsawń: U u, U N I, IN φ ψ, φ N Ω, Ω. N Wówczas slnk sany js nasęujący równana różnczkwy: d ( u ψ, d (5 d ψ, d (6 gdz: UN I N N, - wsółczynnk wzcnna bwdu wrnka slnka rądu sałg, L, - sała lkragnyczna bwdu wrnka, JΩ, - sała chanczna, N Scha srukuralny slnka bcwzbudng rądu sałg dwadający układw równań (9 js rzdsawny na rysunku 3. u ψ ψ ys 3. Scha srukuralny slnka bcwzbudng rądu sałg w jdnskach względnych Na dsaw równań slnka żna wyrwadzć rarw ransancj badang bku, kór są krśln nasęując: - ransancja rzwdna rędkścwa (s: ( s u ( s ( s ( ψ s s - ransancja rzwdna rądwa I (s: (7
gdz: I ( s u ( s s ( s s s - ransancja zakłócnwa rędkścwa z(s: z ( s ( s ( s [ ( ψ ] ( s s s - ransancja zakłócnwa rądwa zi (s: zi ( s ψ ( s ( s ( ψ s s - lkrchanczna sała czaswa. (8 (9 ( Dbór nasaw rgularów. Dbór nasaw rgulara rądu kryru dułu Orócz kszałwana charakrysyk saycznych, zadan rgularów js rgulacja rędkśc rądu w sanach rzjścwych. Scha blkwy naędu rgularach łącznych szrgw, uwzględnający właścwśc dynaczn rzkszałnka slnka rzdsawn na rysunku 4. z u s u z s ψ ys. 4. Scha blkwy układu naędwg rgularach łącznych szrgw Sygnał zadający z ż być dany na wjśc rgulara rędkśc rzz człn nrcyjny óźnający szybkść narasana sygnału, c łagdz rzbg dwdz skkwj układu (znjsza rzrgulwan rędkśc slnka rzy zan jj warśc zadanj. Przkszałnk js zwykl zasęwany człn nrcyjny rwszg rzędu sałj
czaswj. Obwód wrnka js dwzrwywany ln nrcyjny sałj czaswj, a układ chanczny ln całkujący sałj całkwana. Par rądu cchuj sała czaswa, wynkająca z zasswang układu arwg. Par rędkśc rądncą achryczną rzyjuj sę jak bznrcyjny. Dbór nasaw rgularów rzczyna sę d synzy rgulara rądu w wwnęrznj ęl srwana, rzyjując nasęując załżna: cągł rzwdzn zawrów rzkszałnka zaslającg wrnk slnka, naęc wwnęrzn ndukwan slnka s uważa sę za wlkść zakłócającą, kóra z unku wdzna właścwśc dynacznych bwdu rgulacj rądu wrnka zna sę bardz wln w równanu z czas usalana sę warśc rądu; dlag ja sę jj wływ na dynakę bwdu rgulacj rądu. Elny bwdu rgulacj rądu ają nasęując ransancj: wrnk slnka: ( ( rzkszałnk: P ( ( układ aru rądu: ( (3 ransancja rgulara rądu a sać: s (, (4 s gdn z kryru dułu rzyjuj sę czas zdwjna rgulara rądu w nasęujący ssób:, (5 raz jg wzcnn:. (6 ( ransancja układu warg a sać:
(, P uwzględnnu nasaw rgulara rądu wyższ wyrażn uraszcza sę d nasęującj sac: ( (, (, (7 ( ( ( ransancja zaknęg układu rgulacj rądu a sać: z ( ( gdz: z ( ( ( (, (8 - zasęcza sała czaswa bwdu rgulacj rądu. P sknswanu sałj czaswj wrnka, bwód rgulacj rądu saj sę w rzyblżnu człn nrcyjny rwszg rzędu zasęczj sałj czaswj. Sała uwzględna suę ałych sałych czaswych: óźnna rzkszałnka raz układu aru rądu. wyższj ransancj wynka, ż w zyalzwany bwdz rgulacj rądu, zsały nsknswan ylk ał sał czasw. ak węc scha blkwy bwdu rgulacj rądu ulga znacznu urszcznu rzyjuj sać, jak na rysunku.5. z z ψ ys. 5. Scha blkwy urszczng układu naędwg rgularach łącznych szrgw dsrjnu rgulara rądu wg kryru dułu ransancj szczgólnych blków schau urszczng są nasęując:
bwód chanczny: (, (9 bwód wywarzana nu: ψ ψ (, ( bwód rgulacj rądu: (, ( srzężn rędkścw: P (, ( rgular rędkśc: (, (3 ransancja układu warg będz ała sać: ψ (. Dbór nasaw rgulara rędkśc kryru syr Ssując kryru syr wyznacza sę arary rgulara rędkśc w nasęujący ssób: ψ, (4 4. (5 P uwzględnnu nasaw rgulara rędkśc ransancja układu warg uraszcza sę d nasęującj sac: 4 4 ( ψ ψ, ( 4 4 (, (6 Dknując rsych rzkszałcń wyznacza sę ransancję układu zaknęg: 3 3 8 8 4 4 ( z, (7
Układ zyalzwany wg wyższj dy charakryzuj sę krók czas narsu n 3,, z rwszy rzrgulwan rędkśc rzkraczający δ > 43% raz czas rgulacj (rzy załżnj dkładnśc rzędu % u 6,5. W clu znjszna ak znaczng rzrgulwana sygnał zadający daj sę rzz lr w zadajnku rędkśc ransancj: F (. (8 4 Odwdź rędkśc na skkwą zanę sygnału zadang w ak zyalzwany układz rgulacj charakryzuj sę rzrgulwan rzędu δ 8%, czas narasana n 7,6 raz czas usalana u 3,3. W wynku dzałana rgularów PI rądu rędkśc uzyskuj sę knsację dwóch dsawwych dużych sałych czaswych naędu: sałj lkragnycznj bwdu wrnka, raz sałj chancznj. Nsknswana sała czaswa składa sę z sałj czaswj zwązanj z óźnn rzkszałnka raz sałj wynkającj z óźnna układu aru rądu..3 Dbór nasaw rgulara rędkśc da glr-nchls da a js sswana w rzyadku, gdy dl aayczny bku n js znany (ż na być ż czywśc zasswana d bku znany dlu aayczny. Daj na arary rgulara, I, d kór zawnają sablnść układu zaknęg. Jdnakż układ ż sę charakryzwać duży nakcwany rzrgulwan. W ak rzyadku knczn js dalsz ksrynaln dsrajan rgulara. W wbc g nalży ją rakwać jak dę dającą wsęn nasawy rgulara. Isnją dwa rdzaj dy glr-nchls..3. da rwsza W dz rwszj bazujy na ksrynalnj dwdz układu na skk jdnskwy. Obk js układ zbawny całkwana, a w rwaskach układu częśc urjn n są dnując. Scha zadawana wyuszn js rzdsawny na rysunku u ( y( Obk ys. 6. Scha zadana wyuszna
Odwdz układu rzybra kszał lry S. ż na być scharakryzwana rzz dwa arary L - czas óźnna raz - sała czaswa. dw sał żna wyznaczyć rysując ln syczną d dwdz czaswj w unkc rzłaana zgdn z rysunk 7. y( L ys. 7. Ssób wyznaczna ararów z dwdz czaswj Funkcja rzjśca układu ż być dwzrwana jak lczyn człnu nrcyjng rwszg rzędu óźnna czaswg: y( u L ( gdn z rgułą glr-nchls w dz rwszj arary rgulara nalży usawć jak w abl. (9 abla. Wyznaczn ararów rgulara zgdn z rwszą dą glr a- Nchls a y rgulara d P L PI,9 L L,3 PID, L L,5L ransancja rgulara js krślna wzr (3 ( d.3. da druga
W drugj dz dz rwszy krku nasęuj usawn wsółczynnków. Używając ylk rrcjnalnj częśc rgulara, zwększa sę d zra d d kryycznj warśc kr, gdy na wyjścu układu wsają drgana ngasnąc sałj aludz (jśl na wyjścu n jawą sę ngasnąc scylacj sałj aludz da a n nadaj sę d użyku. Parary kr krs ngasnących scylacj kr wyznaczn ksrynaln służą d krślna nasaw rgularów zgdn z ablą. Scha układu d wyznaczna ararów zsał rzdsawny na rysunku 8. x ( u ( y( Obk ys. 8. Scha układu Ssób wyznaczna kr z dwdz układu zsał rzdsawny na rysunku 7. y( kr ys. 9. Ssób wyznaczna ararów z dwdz czaswj abla. Wyznaczn ararów rgulara zgdn z drugą dą glr a-nchls a y rgulara d P,5 PI PID kr,45 kr,6 kr kr, kr,5,5 kr