Оптимизация контура тока
Оптимизация контура тока в среде имитационного моделирования MATLAB Simulink. Механизм м-файла и применение буквенных обозначений. Инструмент снятия переходных процессов. Имитационная модель в Simulink упрощённого контура скорости с ПИ-регулятором.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.06.2013 |
| Размер файла | 354,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Проведём оптимизацию контура тока руководствуясь предложенной методикой и проверим полученный результат в среде имитационного моделирования MATLAB Simulink.
Пусть дан контур тока, структурная схема которого представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Структурная схема контура тока
Видим, что в контуре имеются два апериодических звена и безынерционная обратная связь. По методике оптимизации на модульный оптимум понимаем, что нужно скомпенсировать звено с большей постоянной времени и с помощью коэффициента регулятора скомпенсировать всё лишнее, чтобы получилась передаточная функция МО:
Для оптимизации необходимо провести преобразования. Имеющиеся передаточные функции:
Передаточную функцию замкнутого контура можно найти по следующим формулам:
где, - передаточная функция представляющая собой произведение всех ПФ входящих в контур, - передаточная функция от входа к выходу контура.
Далее начинаем производить преобразования для получения ПФ контура настроенного на МО:
Принимаем, что , чтобы сократилась ПФ и осталось то что нужно для оптимизации на МО:
Далее следуют простейшие математические преобразования:
Для настройки на МО необходимо выполнение следующего условия:
Полученный вид формул соответствует настройке на МО:
Далее проверим полученный результат в среде MATLAB Simulink. В м-файле примем следующие обозначения:
ktp=869.436;% коэффициент передачи преобразователя
%Якорная цепь
Ra=0.44;
Ta=0.00618;
Tmt=Ttp; %тиристорный преобр
Nz=1; % Выход с датчика тока (В)
Iref=1; % o.e.
kt=Nz/Imaks; %Коэффициент ОС по току
krt=(Ta*Ra)/(ktp*kt*2*Tmt);%Коэф усилителя регулятора
Trt=Ta;
Имитационная модель представлена на рисунке
Рисунок 2 - Имитационная модель контура тока
Механизм м-файла и применение буквенных обозначений внесло определённое удобство в процесс моделирования, однако не следует забывать, что при настройке реальных систем необходимо примерно знать возможные значения параметров в контуре. Для наглядного предоставления параметров использован дисплей Parameters. С помощью него можно производить отслеживания изменения коэффициентов при желании поэкспериментировать над параметрами и посмотреть влияние неточного определения коэффициента регулятора при задании параметров.
Рисунок 3 - Инструмент снятия переходных процессов
Для снятия переходных процессов используем инструмент Control Design -> Linear Analysis.
Если приглядеться, то на рисунке 4 представлены переходные процессы точной настройки на МО.
Рисунок 4 - Результаты моделирования контура
Перерегулирование 4.32%. Время первого вхождения практически совпало , разногласия не существенны.
П-РС безынерционная ОС
Рисунок 5 - Контур скорости
Передаточная функция замкнутого контура:
Вспомогательные передаточные функции:
Далее начинаем производить преобразования для получения ПФ контура настроенного на МО:
Для настройки на МО необходимо выполнение следующего условия:
Далее проверим полученный результат в среде MATLAB Simulink. В м-файле примем следующие обозначения:
Nzs=1; % задание в о.е.
wdr=312.1257; % желаемая скорость
ks=Nzs/wdr; %Коэффициент ОС по скорости
krs=kt*Je/(2*Ttp*c*ks);%Коэф усилителя регулятора для МО
При нехватке каких либо коэффициентов, обратитесь к предыдущему примеру.
Имитационная модель представлена на рисунке.
Рисунок 6 - Имитационная модель контура скорости
Рисунок 7 - Контур скорости
Передаточные функции контура:
Передаточная функция замкнутого контура:
Вспомогательные передаточные функции:
Симметричный оптимум
Далее начинаем производить преобразования для получения ПФ контура настроенного на СО:
Условия оптимизации для ПФ третьего порядка:
- выполняется
simulink ток контур модель
Далее проверим полученный результат в среде MATLAB Simulink. В м-файле примем следующие обозначения:
Nzs=1; % задание в о.е.
wdr=312.1257; % желаемая скорость
ks=Nzs/wdr; %Коэффициент ОС по скорости
krs=kt*Je/(2*Ttp*c*ks);%Коэф усилителя регулятора для МО
krs=Je*kt/(2*Ttp*ks*c);
Trs=2*Je*kt/(krs*ks*c);
При нехватке каких либо коэффициентов, обратитесь к предыдущему примеру.
Рисунок 8 - Имитационная модель упрощённого контура скорости с ПИ-регулятором
Рисунок 9 - Реакция оптимизированного по СО контура на единичное ступенчатое воздействие
- перерегулирование
;
- время первого вхождения в 5%-ю зону, с
;
- время переходного процесса, с
Ожидаемые показатели качества переходного процесса совпали с полученными при имитационном моделировании. Контур на СО настроен верно.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Краткое описание функциональной схемы электропривода с вентильным двигателем. Синтез контура тока и контура скорости. Датчик положения ротора. Бездатчиковое определение скорости вентильного двигателя. Релейный регулятор тока RRT, инвертор напряжения.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 30.03.2011Динамика контура тока с аналоговым пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором. Ограничение нагрузки электропривода в системе подчинённого регулирования с помощью релейного регулятора в контуре тока якоря. Расчёт с помощью программы Matlab.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 29.01.2015Расчет мощности главного привода реверсивного стана, методика построения скоростных и нагрузочных диаграмм. Порядок вычисления параметров силовой схемы, контура тока, регулятора скорости, контура регулирования возбуждения, исследование их характеристик.
курсовая работа [449,9 K], добавлен 27.06.2014Выбор изоляторов для соответствующих классов напряжений. Параметры контура заземления подстанции, обеспечивающие допустимую величину стационарного заземления. Построение зависимости импульсного сопротивления контура заземления подстанции от тока молнии.
курсовая работа [682,7 K], добавлен 18.04.2016Выбор тиристоров для реверсивного преобразователя и токоограничивающего реактора. Регулировочная характеристика и график выпрямленного напряжения на якоре двигателя. Схема системы подчиненного регулирования. Настройка внутреннего контура тока и скорости.
курсовая работа [512,8 K], добавлен 11.02.2011Характеристика проблемы анализа и синтеза оптимальных систем автоматического регулирования. Особенности трехимпульсного регулятора питания. Описание к САР на базе оптимального регулятора с учетом внутреннего контура. Моделирование переходных процессов.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 15.04.2015Оценка влияния течей второго контура на эксплуатационные режимы работы реакторной установки. Определение дополнительных признаков и их использование для составления процедуры управления и диагностики течей контура. Управление запроектными авариями.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 19.03.2013Принципы работы с пакетом Simulink, благодаря которому можно рассчитывать линейные цепи двухполюсников и четырехполюсников. Линейные цепи постоянного тока. Линейные электрические цепи переменного тока. Электрические фильтры. Диаграммы токов и напряжений.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 07.08.2013Особенности расчета двигателя постоянного тока с позиции объекта управления. Расчет тиристорного преобразователя, датчиков электропривода и датчика тока. Схема двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Моделирование внешнего контура.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.06.2011Составление функциональной схемы электропривода. Проведение синтеза для каждого контура замкнутой системы подчиненного регулирования с определением передаточных функций регуляторов (тока, скорости). Построение ЛАЧХ и ФЧХ для объектов регулирования.
контрольная работа [354,6 K], добавлен 13.07.2013Устройство простейшего коллекторного двигателя постоянного тока с двухполюсным статором и ротором. Выбор элементов, расчет параметров силовой части. Синтез регуляторов методом модального оптимума. Моделирование процесса в пакете MatLab Simulink.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 13.12.2012Расчет параметров регулятора тока якоря. Построение переходных процессов в контуре тока в отсутствии ограничений при ограничениях выходного напряжения тиристорного преобразователя. Построение переходных процессов в контуре скорости. Технический оптимум.
контрольная работа [239,6 K], добавлен 26.09.2013Метод контурных токов и узловых потенциалов. Составление баланса электрических мощностей. Построение потенциальной диаграммы для контура, который включает источники электродвижущей силы. Нахождение тока в ветви с помощью метода эквивалентного генератора.
контрольная работа [730,5 K], добавлен 27.03.2013Расчёт номинальных данных двигателя. Построение естественной и искусственной характеристики. Расчёт контура тока и скорости. Выбор основных элементов тиристорного преобразователя. Электрические параметры силового трансформатора, выбор тиристоров.
курсовая работа [991,3 K], добавлен 07.01.2014Технические данные якорной обмотки и добавочных полюсов электродвигателя Д810. Выбор и характеристика тиристорного преобразователя. Построение контура регулирования тока. Анализ влияния внутренней обратной связи по ЭДС двигателя, компенсация влияния.
курсовая работа [751,8 K], добавлен 24.06.2013Выбор тахогенератора, трансформатора, вентилей. Расчет индуктивности, активного сопротивления якорной цепи; параметров передаточных функций двигателя, силового преобразователя. Построение переходного процесса контура тока. Описание электропривода "Кемек".
курсовая работа [311,2 K], добавлен 10.02.2014Расходы пара на систему теплофикации и турбину турбопитательного насоса. Уравнения материальных балансов пароперегревателя. Параметры теплообменивающихся сред рабочего контура. Паропроизводительность парогенератора и тепловая мощность ядерного реактора.
контрольная работа [267,2 K], добавлен 18.04.2015Модель контура регулирования давления свежего пара. Настройки частотного корректора. Ступенчатое увеличение и уменьшение частоты. Задержка сигнала датчика давления. Моделирование импульса по характеристике изменения тока на выходе турбинного регулятора.
дипломная работа [410,3 K], добавлен 11.05.2014Анализ электрических цепей постоянного тока. Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа. Расчёт токов методом контурных токов. Расчёт токов методом узлового напряжения. Исходная таблица расчётов токов. Потенциальная диаграмма для контура с двумя ЭДС.
курсовая работа [382,3 K], добавлен 02.10.2008Основные методы решения задач на нахождение тока и напряжения в электрической цепи. Составление баланса мощностей электрической цепи. Определение токов в ветвях методом контурных токов. Построение в масштабе потенциальной диаграммы для внешнего контура.
курсовая работа [357,7 K], добавлен 07.02.2013
