5. Индивидуальное задание

Исследовать влияние отрицательной обратной связи по скорости на математической модели системы ШИП-Д в среде MATLAB.

5.1. Составить в среде MATLAB структурную схему системы ШИП-Д, которая включает в себя регулятор скорости, ШИП, двигатель постоянного тока и цепь обратной связи по скорости, как показано на рисунке. Выходное напряжение регулятора скорости ограничить значением напряжения питания ±14 В. Задать в m-файле значения параметров ПФ неизменяемой части ИС, а в регуляторе скорости задать значение . ООС по скорости разомкнуть.

Система ШИП-Д с ООС по скорости

5.2. Рассчитать значение напряжения задания для обеспечения установившейся скорости на выходе ИС 500 об/мин.

5.2.1. Получить переходную характеристику по скорости при пуске системы. Зарегистрировать время нарастания (первого согласования) и перерегулирование .

5.2.2. Получить переходную характеристику по току при пуске системы. Зарегистрировать максимальное значение пускового тока .

5.2.3. Построить электромеханическую характеристику системы , а также зависимость вы­ходного напряжения ШИП от тока, то есть U_п(I_a), при скорости холостого хода _хх =2000 об/мин (рассчитать требуемое значение напряжения задания на входе ИС).

5.3. Замкнуть ООС по скорости и выполнить п.5.2.

5.4. Задать значение регулятора скорости и для разомкнутой системы выполнить п.5.2, а затем п.5.3.

5.5. Соответствующие графики в пп.5.2.-5.4. расположить в одних координатных осях.

6. Методические рекомендации

6.1. При фиксированных коэффициентах передач ШИП, двига­теля и датчика скоро­сти коэффициент передачи разомкнутой сис­темы изменять за счёт коэффициента передачи про­порционального регуля­тора к_рег.

6.2. При экспериментальном определении коэффициентов пере­дачи устройств через абсолютные значения их выходной и входной величин возможна заметная по­греш­ность.

6.3. Наблюдение процесса (t) с помощью осциллографа удобно выполнять по сиг­налу непосредственно с ТГ.

6.4. Изображенные в отчете переходные процессы выполнять с указанием масштабов по вре­мени и наблюдаемой величине (напряжению, частоте вращения и т.п.)

6.5. При выполнении п. 4.2.1 и определении К_f приращение тока якоря (возму­щающее воздействие) брать 0,5 - 1,0 А в диапазоне то­ков 0,5 - 3,0 А.

Для экспериментального определения ошибки по управляю­щему воздействию сле­дует собрать схему системы следующим обра­зом. Для суммирования задающего воздейст­вия и сигнала обратной связи использовать П-регулятор с коэффициентом передачи, рав­ным еди­нице. Требуемое усиление К_р в контуре обеспечивать за счёт от­дель­ного регулятора скорости. В такой схеме сигналом ошибки явля­ется напряжение на выходе первого регуля­тора. Пере­счёт этого сиг­нала в единицы регулируемой величины выполняется через коэф­фи­циент пере­дачи датчика частоты вращения. Величину К_р выставлять, кон­тролируя при­ра­щения сигналов задания и обратной связи с по­мощью двухлучевого осциллографа.

6.6. Результаты экспериментов по пп. 4.1 - 4.5 свести в табл.1 по прилагаемой форме. Под таблицей привести результаты по пп. 3.3, 3.7, 3.8 так, как показано ниже.

Таблица 1

Исследование влияния ООС по скорости на систему ШИП-Д

кр+1	ОС	кf, (1/c)/A	кy , (1/c)/В	, %	, 1/с	tэ, мс
	нет
	есть
	нет
	есть

Расчётные значения параметров:

к_f = ; к_f1 = ; к_f2 = ;

D = ; D₁ = ; D₂ = ;

 = ; ₁ = ; ₂ = .

6.7. При выполнении индивидуального задания, ДПТ следует представлять структурной схемой с ОС по ЭДС, учитывающей возмущающее воздействие. В качестве нелинейного элемента следует использовать блок Saturation из библиотеки Simulink. Для построения динамических и статических характеристик ИС рекомендуется применение в модели блоков To Workspace по координатам скорость, ток и время. В этом случае вывод графиков возможен в рабочей области MATLAB при помощи команды Plot, а так же команд позволяющих выполнить масштабирование Axis, Zoom On и команды Grid On используемой для нанесения сетки, обычно облегчающей восприятие графической информации.

6.8. При исследовании динамических свойств системы в качестве задающих воздействий использовать блок Step. При исследовании статических свойств системы в качестве задающих воздействий использовать блок Ramp с коэффициентом 0,5.

6.9. Результаты экспериментов по пп. 5.2 - 5.4 свести в табл.2 по прилагаемой форме.

Таблица 2

КРС	ОС	Iа max, A	, мс	, %
	нет
	есть
	нет
	есть