Napęd elektryczy - dobór regulatorów
Regulacja prędkości i prądu
Kztałtowaie charakterytyki ograiczeie prądu I i jedocześie mometu (M, ag. )
Kztałtowaie charakterytyk mechaiczych W W W zad 1 W zad1 I W zad2 I I zad1-o I zad1-o W zad1 W zad2 I I zad2-o I zad1-o
Kztałtowaie właściwości dyamiczych przez odpowiedi dobór ataw regulatorów w apędzie Wymagaia: a) regulator prądu - wielkość regulowaa powia wierie odtwarzać wielkość zadaą; małe przeregulowaie, krótki cza arataia, dokładość tatycza, b) regulator prędkości kompromi pomiędzy ograiczoym do miimum wpływem zakłóceń (mometu obciążeia) a wielkość regulowaą a wierym odtwarzaiem wartości zadaej (zczególie w apędach erwomechaizmów) ą to wymagaia częściowo przecze
Kryterium optymalego modułu Związki charakterytyki amplitudowej i odpowiedzi kokowej y y(t) = G(w0) w B ~1/t1 y(t 0) = G(w) px gdy Amax
Kryterium optimum modułu Spełieie waruków: duże w B i małe A x prowadza ię, dla tramitacji układu zamkiętego G z (jw), do waruku: G ( w) G ( j w) 1 dla 0 w w B z B 1. G ( w) 1 dla w 0, B d 2. G B( w) 0 dla 1,2,... dw Dla określoej potaci tramitacji i truktury regulatora atawy wylicza ię z w.w. waruków.
Uprozczoe kryterium modułowe W praktyce, aby zmiejzyć ilość obliczeń dobiera ię regulator tak, aby kompeować pewe tałe czaowe, zwykle domiujące ex.: V G 1() (1 1)(1 ) 1 Jeżeli 1 G R() VR = 1, to: G () 0 V V R (1 ) Z waruków kryt. modułowego otrzymuje ię: 1 VR 2V
Uprozczoe kryterium modułowe 1 G 0() 2 (1 ) G () z 2 2 1 2 2 1 p 4%, 0.7 x Rezultat: -dobre tłumieie, -małe przeregulowaie, -mały cza regulacji (8.4), -cza arataia`4,7, -ie jet optymale w odieieiu do zakłóceń
Rezultat: -dobre tłumieie, -małe przeregulowaie, -mały cza regulacji (8.4), -cza arataia`4,7, -ie jet optymale w odieieiu do zakłóceń
Kryterium Kelera optimum ymetrii Założeia: 1. Obiekt ma tałych czaowych dużych, albo człoy całkujące k G() (1 ) (1 ) x 2. G R () x 1 1 1 (1 ) x ' i x m 3. Rząd regulatora jet rówy (dużych tałych czaowych) 4. Przybliżając: 1 1 (1 ) 1
Kryterium Kelera optimum ymetrii Stoując kryterium modułu do takiego obiektu uzykuje ię: ' 2 2 i i i x i gdzie k R ' i (1 ) G () Dla =1 otrzymuje ię: x R i R R i R x V V V gdzie V G V G 2, 4 1 1 ) ( ) )(1 (1 ) ( ' ' 1 R V 2V Dla kryterium modułowego: = 1
Kryterium Kelera optimum ymetrii Ex.: Jeżeli w obiekcie jet czło całkujący albo czło iercyjy 1 >4 to atawy ą: 4 VR 1 /2V A tramitacja układu zamkiętego: 14 z 3 3 2 2 G () 8 8 4 1 Stoując to kryterium uzykuje ię: - taka ama część P regulatora jak w kryterium modułowym, - miejza wartość, - duże przeregulowaie (ok..43%), - zybze zaikaie regulacji od zakłóceń
Kryterium Kelera optimum ymetrii Z filtrem iercyjym a wartości zadaej
Optimum modułowe v. optimum ymetrii x R x V V V G 2, 4 ) (1 ) ( R V V V G 2, ) )(1 (1 ) ( 1 1 1 1
Napęd prądu tałego kakadowy układ regulacji ilika obcowzbudego Silik DC U t 1. Podporządkoway układ regulacji prądu tworika, 2. Nadrzędy regulator prędkości Założeia: - ciągły prąd tworika, - - M >> e, - E wolozmiee zakłóceie, - e 0 1 1 0 0 i a
Obwód regulacji prądu G () k 0 Ri dla e <4t 1 Ri 1 ki 1 1 Ri z kryterium modułowego e G () z i() 1 i () 1 2 z k e Ri Ri e 2ki 2 dla K.M. z 4 dla K.S. z
Obwód regulacji prędkości G () k 0 R 1 R 1 1 1 R z m z kryterium ymetrii + filtr dla wartości zadaej k 4 m R R z 2z F R Filtr wartości zadaej
Odpowiedź układu regulacji prędkości a kok wartości zadaej i zakłóceia w 0.3 przy zatoowaiu kryterium modułowego (iebieki) i ymetryczego (czerwoy)
Odpowiedź układu regulacji prędkości przy wprowadzeiu ograiczeia (a prąd) a wyjściu regulatora prędkości
-200-100 0 100 Przebiegi regulacyje z ymulacji (iebieki prędkość, czerwoy prąd) Rozruch bezpośredi ilika (bez układu regulacji) Ut=400V Rozruch ilika tylko z regulatorem prędkości (bez regulatora prądu) wzad=100rad/ 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 Przebiegi regulacyje z ymulacji (iebieki prędkość, czerwoy prąd) regulator prędkości: kp=0.8 i=0.2 regulator prądu: kp=0.8 i=0.01 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 Ograiczeie prądu regulator prędkości: kp=0.7 i=0.03 regulator prądu: kp=0.8 i=0.01 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8
0 20 40 60 80 Przebiegi regulacyje z ymulacji (iebieki prędkość, czerwoy prąd) regulator prędkości: kp=0.7 i=0.03 regulator prądu: kp=0.8 i=0.01 z filtrem dla wartości zadaej i ograiczeiem prądu 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8
Wyiki badań ymulacyjych Natawy dobrae ręczie +dławik wygładzający+filtr wejściowy R-omega: kr=5, tr=0.6, ograiczeie=40, R-I: kr=1.2, tr=0.005 Lw=0.02 (zieloy prędkość, czerwoy prąd)