Статические и динамические показатели систем ЭП

При решении задач оптимального проектирования рассчитываются зависимости ограничений от каждого из варьируемых параметров и определяется область возможной реализации. При линейной зависимости оптимальное решение всегда находится на одной из вершин, т.е. в точке, соответствующей совпадению ограничений. Вывод: проектирование нужно проводить по предельным условиям эксплуатации, а не по номинальной точке.

Технические ограничения можно разделить на два класса:

· статические.

· динамические.

Статические показатели удобно представлять в виде желаемой механической и электромеханической характеристики ЭП.

1 Реверс.

2 Наличие торможения вперед и назад.

3 Диапазон регулирования:

- скорости

Dω _↑ = = , Dω _↓ =

- диапазон изменения момента:

4 Статическая точность поддержания скорости или момента.

∆ ω _С1 = %

Относительное отклонение скорости оговаривается по отношению к каждому из возможных возмущений (нагрузка, напряжение питания, температура), дополнительно приводится суммарная погрешность.

Динамические показатели

Описывают качество переходных процессов в системе.

Рассчитываются и оцениваются при ступенчатом входном воздействии.

1 Максимальное отклонение или динамическая ошибка регулирования – определяется в относительных единицах. За базу принимается минимальное или номинальное значение.

2 Установившееся отклонение ω _у (установившаяся ошибка).

3 Перерегулирование

σ = %

4 Время достижения максимума t_m.

5 Время переходного процесса t_пп.

Временные параметры определяются по входу сигнала в 5% коридор относительно установившегося или псевдоустановившегося значения (вынужденная составляющая переходного процесса).

При сложном переходном процессе выделяется свободная составляющая sin с затуханием по экспоненте и вынужденная.

Временные показатели определяются по 5% коридору относительно максимального значения вынужденной составляющей.

Частота колебаний соответствует частоте среза контура регулирования.

t_m = , ω _с – частота среза, когда контурный коэффициент передачи равен 1.

t_пп =

6 Число колебаний m

m =

Число колебаний определяется числом полупериодов. В замкнутых системах регулирования число колебаний и перерегулирование зависят от запаса устойчивости по фазе.

4) Разработка структурных схем с использованием графов

Граф – графическое представление взаимосвязей переменной в системе.

В вершинах (или узлах) изображаются переменные. Стрелками показывается направление взаимодействия. Над стрелками располагаются постоянные величины, влияющие на взаимосвязь.

Построение графа – разработка системы обозначений и допущений, принятых в расчете.

Пример: ДПТ НВ

кФ = const ОВ: Индуктивность – отношение изменения потока к изменению тока возбуждения. Чем быстрее скорость, тем больше нагрузка.

Построенный граф позволяет выделить парные взаимосвязи переменных, определить общую структуру системы, исключить промежуточные переменные.

I_B =

N_a – число активных проводников

а – число ветвей

Для упрощения рассмотрим режим работы с постоянным потоком.

U_B, I_B, kФ – не изменяются.

Тогда получим:

По упрощенному графу составляется структурная схема – определяются передаточные функции между парными взаимодействиями и уравнения для узлов.

U_я – Е_д = ∆ U_я в двигательном режиме

М – М_ст = М_дин

М =

= р - операторная форма записи

ω =

Е_д = кФω

На структурной схеме переменные обозначаются стрелками, взаимосвязи – прямоугольниками.

W_яц = , Т_я = , к_я = ;