Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Кафедра микропроцессорных средств автоматизации
Синтез системы управления двигателем постоянного тока с
регуляторами класса «вход-выход» в программной среде
MexBIOS
Лабораторная работа № 2
“Системы управления электроприводом”
Пермь, 2023 г.
Цели работы: Синтез системы управления двигателем постоянного
тока (ДПТ) с регуляторами класса «вход-выход» по принципу подчиненного
регулирования в программной среде MexBIOS.
Таблица 1. Параметры ДПТ
№ вар.
Параметры ДПТ
Uн
(В)
Iн
(А)
RЯЦ
(Ом)
LЯЦ
(Гн)
J
(кгм2)
B
н
(1/с)
Ттп
(с)
kтп
(о.е.)
zp
TS
Brake
12
440
100
0,25
0,00027
0,00148
0,01
210
0,0002
430
1
0,00001
0
Результаты расчёта
= 0,00027/0,25=0,00108
Постоянная двигателя:
=
Настройка контура тока
Передаточная функция соответствует ПИ-регулятору:
Параметры регулятора:
=0,00148
Для дискретной модели регулятора необходимо дополнительно
выполнить расчет коэффициента интегральной составляющей:
=
= 0,00926
где dt = TS (0,00001)– шаг расчета системы управления по времени.
Настройка контура скорости
Малая некомпенсируемая постоянная времени контура скорости равна
постоянной времени внутреннего контура тока:
=
Коэффициент обратной связи по скорости:
=1/210=0,0048
где UЗС.МАКС = 1 о.е. – максимальное задание на скорость.
Коэффициент усиления ПИ-регулятора скорости находим следующим
образом:
Постоянную времени регулятора находим следующим образом:
=4* =0,0032
Интегральную составляющую ПИ-регулятора рассчитываем по
формуле:
= 0,003125
где dt = TS – шаг расчета системы управления по времени.
Рисунок 1 - Список используемых констант
Рисунок 2 – Данные ДПТ
Опыт 1: Управление напряжением без нагрузки
Выбираем блок RADIO_IN, и задаём значение параметра Value = 0.
После этого переходим к блоку задания напряжения на виртуальном пульте и
задаём значение 0,5.
Следующим этапом будет запуск моделирования (время
моделирования задать равным 0,1).
Рисунок 3 – Переходный процесс по скорости
Рисунок 4 – переходный процесс по току
Опыт 2: Управление скоростью без нагрузки.
Выбираем блок RADIO_IN, и задаём значение параметра Value = 1.
После этого переходим к блоку задания скорости на виртуальном пульте и
задаём значение 100.
Следующим этапом будет запуск моделирования (время моделирования
задать равным 0,1).
Рисунок 5 – Переходный процесс по скорости
Рисунок 6 – Переходный процесс по току
Опыт 3: Управление скоростью с постоянной нагрузкой.
Выбираем блок RADIO_IN, и задаём значение параметра Value = 1.
После этого переходим к блоку задания скорости на виртуальном пульте и
задаём значение 100.
Далее переходим в формулу DCM_MODEL, добавляем константу с
параметрами: Формат = Float, Value = 0,5
MC = 0,5
C
Iн
Следующим этапом будет запуск моделирования (время
моделирования задать равным 0,1).
Рисунок 7 – Переходный процесс по скорости
Рисунок 8 – Переходный процесс по току
Вывод: в данной лабораторной работе мы увидели, как ведет себя
двигателем постоянного тока (ДПТ) с регуляторами класса «вход-выход»
проводя опыты управление напряжением без нагрузки, управление скоростью
без нагрузки и управление скоростью с постоянной нагрузкой. Так же мы
научились считать параметры регулятора и , а также коэффициенты
усиления ПИ-регулятора и .
