Система оптимального управления электроприводом постоянного тока - Дипломная работа

Целью курсового проектирования является практическое применение знаний, полученных при изучении курса «Системы оптимального и векторного управления», и закрепление знаний следующих дисциплин: «Теория электропривода», «Теория автоматического управления», «Элементы автоматизированного электропривода», «Системы управления электроприводом». Первая часть задания - синтез позиционной системы управления электроприводом в пространстве исходных фазовых координат, вторая - синтез позиционной системы управления электроприводом с контролем производных фазовых координат.Одной из наиболее актуальных задач, возникающих при синтезе систем автоматического управления (САУ) является снижение влияния различного рода дестабилизирующих факторов, обусловленных нелинейными характеристиками и прочими неидеальностями управляемых преобразователей мощности и электрических машин, ограниченной точностью изготовления и конечной жесткостью элементов кинематических цепей, влиянием окружающей среды и сложной природы технологических процессов на структуру и параметры электромеханических объектов управления (ОУ). Теоретически исчерпывающее решение задачи управления нестационарными объектами в условиях действия координатных возмущений дает идея построения систем, устойчивых при неограниченном увеличении коэффициента усиления. Задачи второго класса, называемые также задачами АКР, заключаются в определении вариационными методами такого управления, которое минимизирует функционал, характеризующий отклонение траектории движения системы от желаемой. Задача АКОР состоит в том, что для объекта, движение которого описывается системой линейных дифференциальных уравнений где все координаты Xi и управление U заданы в относительных единицах, необходимо синтезировать алгоритм управления, доставляющий минимум функционалу качества где , - заданная траектория невозмущенного движения (или уровень стабилизации). Расчет элементов функциональной схемы выполняем исходя из соотношения где UX1• - напряжение, соответствующее траектории задания на величину переменной X1; КДС - коэффициент передачи делителя на выходе тахогенератора, который рассчитывается таким образом, чтобы при номинальном напряжении тахогенератора (принимаем в данном проекте UBR.НОМ = 110 В) на выходе делителя формировалось максимальное для системы управления напряжение UM = 10 В: Приравниваем коэффициенты при одноименных переменных в левой и правой части уравнения: Задаваясь значением K=10000 из (3.8) получаем значения сопротивлений резисторов R1С, R2С, R3С, R4С: Выбираем резистор типа МЛТ-0.125 100 КОМВ ходе выполнения курсового проекта были синтезированы: система подчиненного управления, позиционная система управления электроприводом в пространстве исходных фазовых координат и система управления с контролем производных фазовых координат. В процессе моделирования исследуемых систем с помощью программной среды Matlab-Simulink были получены графики переходных процессов при номинальных параметрах настройки регуляторов, а также при вариации параметров системы (). Согласно полученным результатам оказалось, что релейная система имеет преимущества перед системой подчиненного управления. Так при увеличении Те в 2 раза перерегулирования по току составляет: релейная система -, система подчиненного управления - ?1 = 25% и колебательный процесс, при увеличении Те в 5 раз перерегулирования по току в релейной системе - ?1 = 32%, система подчиненного управления «разваливается». Величина статической ошибки по положению, в системах, примерно одинакова и составляет , т.е. релейная система выигрывает по быстродействию.