Загрузил Shura19201169

отчет

Реклама
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Ивановский государственный энергетический
университет имени В.И. Ленина»
Отчет по лабораторному практикуму по курсу:
“Функциональное проектирование электромехатронных систем ”
Выполнил ст. гр. 1-31м
Тизяков А. С.
Проверил: Колганов А. Р.
Иваново 2019
Содержание
1. Расчет параметров модели электропривода поворотной платформы ............................................ 3
2. Анализ основных свойств упругого электромеханического объекта ............................................ 6
3. Синтез системы управления электроприводом поворотной платформы....................................... 9
3.1 Система управления с регулятором состояния .......................................................................... 9
3.2 Система управления с регулятором состояния и наблюдателем полного порядка ..............10
3.3. Система управления с регулятором состояния и наблюдателем Люенберга .......................11
4. Построение математических моделей в Matlab..................................................................................12
4.1. Система управления с жесткой механикой, ПИ регулятором тока и П регулятором скорости
.................................................................................................................................................................12
4.2. Система управления с жесткой механикой, ПИ регуляторами тока и напряжения ....................12
4.3. Система управления с упругой механикой и П регулятором скорости ....................................13
4.4. Система управления с упругой механикой и ПИ регулятором скорости .....................................14
4.5. Система с подчиненным регулированием координат ....................................................................14
4.6.Система с регулятором состояния .................................................................................................15
Выводы по работе .................................................................................................................................16
1. Расчет параметров модели электропривода поворотной
платформы
Для приведения в движение поворотной платформы используется
асинхронный электродвигатель 1FT5108-0AA71 c параметрами:
Номинальная мощность двигателя 𝑃н = 6.9 кВт;
Номинальный ток двигателя 𝐼н = 22 А;
Номинальный момент двигателя Мн = 55 Нм;
Номинальное напряжение питания 𝑈н = 380 В;
Момент инерции двигателя 𝐽дв = 0.0315 кг∙ м2 ;
Номинальная скорость вращения 𝑛н = 1200 об/мин;
Максимальная скорость вращения 𝑛𝑚𝑎𝑥 = 2000 об/мин;
Номинальный коэффициент полезного действия

н
= 82.7 %;
Исходные данные для расчета :
Механические моменты
Упругости
МС1 = 0.25 Мн
С12 = 1.65 Нм/рад
МС1 = 0.5 Мн
МС1 = 1 Мн
Расчет параметров электродвигателя.
Моменты инерции
𝐽1 = 𝐽н
𝐽2 = 2 𝐽н
1. Номинальная угловая скорость вращения двигателя:
𝛺=
𝜋∙𝑛
30
=
3.14∙1200
30
= 125.664 1/𝑐,
2. Суммарное активное сопротивление якорной цепи:
𝑅я =
𝑃н ∙ (1 − 𝜂н )
2 ∙ 𝜂н ∙ 𝐼н 2
= 1.493 Ом,
3. Конструктивная постоянная двигателя С.
При условии постоянства магнитного потока:
С𝑒 =
𝑈н − 𝐼н ∙ 𝑅я 380 − 22 ∙ 0.29
=
= 2.989 𝐵 ∙ 𝑐,
𝛺
125
В системе СИ С𝑒 = См = С = 2.989 В ∙ с.
4. Электромагнитная постоянная якорной цепи двигателя:
𝑇я =
𝐿я 0.034
=
= 0.023 с.
𝑅я 1.493
Динамические параметры системы:
Наименование
Электромгнитная постоянная системы
Постоянная времени тиристорного
преобразователя
Момент инерции электродвигателя
Суммарное сопротивление якорной цепи
Коэффициент усиления тиристорного
преобразователя
Обозначение
Та
Тп
0,0899 с
0,0033 с
Jдв
R∑
Кп
0.0315 кг*м^2
1.493 Ом
100
Система описывается уравнениями в форме Коши:
Таким образом матрическое уравнение состояния:
Уравнение выхода :
Матрицы A,B,C:
Величина
С = [0 0 0
0 1]
−303.030303
0
0
0
0
29.8631
−43.4342 −86.9389
0
0
A=
0
94.8888
0
−41.2698 0
0
0
1
0
−1
0
0
0
20.6349
0)
(
30303.030303
0
B=
0
0
0
(
)
2. Анализ основных свойств упругого электромеханического
объекта
Анализ векторно-матричной модели:
Анализ корневого годографа
Частотные характеристики
Анализ чувствительности объекта:
3. Синтез системы управления электроприводом поворотной
платформы
3.1 Система управления с регулятором состояния
3.2 Система управления с регулятором состояния и наблюдателем полного
порядка
3.3. Система управления с регулятором состояния и наблюдателем
Люенберга
4. Построение математических моделей в Matlab
4.1. Система управления с жесткой механикой, ПИ регулятором тока и П
регулятором скорости
4.2. Система управления с жесткой механикой, ПИ регуляторами тока и
напряжения
4.3. Система управления с упругой механикой и П регулятором скорости
4.4. Система управления с упругой механикой и ПИ регулятором скорости
4.5. Система с подчиненным регулированием координат
4.6.Система с регулятором состояния
Выводы по работе
Для управления угловым положением поворотной платформы крупного радиотелескопа
целесообразно использование системы управления с регулятором и наблюдателем
состояния замкнутой по углу поворота механизма.
Допустимо исключение контура регулирования положения при использовании системы
числового программного управления для формирования импульса задания скорости
электродвигателя.
Скачать