Скрипт программа синтеза ПИ регулятора

% Program Synt_PI_Regulator_DCM

% Синтез ПИ регулятора электропривода на базе ДПТ

% Исходные данные

Te=0.0149

Tm=0.23

kdpt=1.637

kdpt_M=5.177

Ttp=0

ktp=15

kred=1/15

koc=1;

% Расчёт параметров настройки ПИ регулятора при Ttp=0

kp=Tm/(2*Te*ktp*kdpt*kred*koc) % Коэффициент усиления пропорциональной ветви

ki=kp/Tm % Коэффициент усиления интегральной ветви

%Ttp=0.002

Wtp=tf([ktp],[Ttp 1]); % Передаточная функция тиристорного преобразователя

Wdpt=tf([kdpt],[Te*Tm Tm 1]); % Передаточная функция ДПТ

Wp=kp;

Wi=tf([ki], [1 0]);

Wpi=Wp+Wi; % Передаточная функция ПИ регулятора

Wraz=minreal(Wpi*Wdpt*Wtp*kred); % ПФ пнрямой цепи САУ

Wzam=feedback(Wraz,koc) % ПФ замкнутой САУ

figure(1)

step(Wzam,15*Te); grid on; % Построение переходной характеристики

delta=dcgain(1-Wzam); % Вычисление статической ошибки

display('Критерии оптимальной настройки регулятора САУ электроприводом при Ttp=0')

display('Время установления (Setting Time)');tp=8.4*Te

display('Время нарастания (Rise Time)'); tn=4.71*Te

display ('Перерегулирование (Overshoot)'); sigma =4.3

display ('Статическая ошибка'); delta

 

 

Приложение Б

Справочные данные двигателей постоянного тока серии П

n_ном = 1500 об/мин

Таблица 1Б

№ варианта	Тип двигателя	Uном, В	Рном, кВт	Iном, А	2р	wя	rя+rдп, Ом	rст, Ом	GD2, кГ*М2	Jмех, Нм2	kred
	П-11		0,3 0,3	4,3 2,06			5,14 22,6	0,236 0,88	0,001 0,001		1/50
	П-12		0,45 0,45	5,2 2,88			2,97 11,75	0,125 0,25	0,015 0,015		1/15
	П-21		0,7 0,7	8,9 4,4			1,52 6,59	0,063 0,24	0.045 0.045		1/15
	П-22		1,0 1,0	11,7 5,9			0,96 4,17	0,062 0,25	0.055 0.055		1/15
	П-31		1,5 1,5	17,4 8,6			0,594 2,455	0,026 0,212	0,085 0,085		1/15
	П-32		2,2 2,2	24,5 12,2			0,285 1,35	0,02 0,092	0,105 0,105		1/15
	П-41		3,2 3,2	36,1 18,0			0,283 1,41	0,007 0,033	0,15 0,15		1/15
	П-42		4,5 4,5	50,6 25,3			0,153 0,65	0,0048 0,0392	0,18 0,18		1/10
	П-51		6,0 6,0				0,1026 0,565	0,0044 0,0073	0,35 0,35		1/10
	П-52		8,0 8,0	42,6			0,0656 0,298	0,0022 0,0068	0,40 0,40		1/10
	П-61			57,3			0,199	0,006	0,56		1/20
	П-62						0,1183	0,004	0,65		1/20

 

Параметры модели ДПТ НВ рассчитываются по следующим соотношениям:

– момент инерции якоря, (к г м²), где - маховый момент [кГм²];

– номинальное значение угловой скорости вала [рад/с],

где – номинальное значение угловой скорости вращения вала [об/мин];

– индуктивность обмотки якоря [Гн], где – число пар полюсов;

– электромагнитная постоянная [Вс/рад];

– электромеханическая постоянная [Нм/А],

где .

Приложение В

 

Скрипт программы расчёта параметров передаточных функций ДПТ с НВ

 

% Program TF_DCM_parameters

% Вычисление параметров передаточной функции ДПТ

clear all; clc; % Очистка памяти и экрана;

% Ввод исходных справочные данных по ДПТ серии П 21_5

n_nom=1500 % Номинальная скорость [об/мин]

U_nom=110 % Номинальное напряжение [В]

P_nom=0.7 % Номинальная мощность {кВт}

I_nom=8.9 % Номинальный ток [A]

p2=2 % Число пар полюсов

R=1.52+0.063 % Суммарное сопротивление якорной цепи [Ом]

GD2=0.045 % Маховый момент [кГм^2]

 

%Расчет параметров модели ДПТ

omega_nom=n_nom/9.55; % Номинальная скорость [рад/с]

L=0.6*U_nom/(omega_nom*I_nom*p2); % Индуктивность якоря [Гн]

J_d=GD2; % Момент инерции якоря двигателя [Нм^2]

M_nom=1000*P_nom/omega_nom; % Номинальный момент [Нм]

Ce=(U_nom-R*I_nom)/omega_nom % Электромагнитная постоянная

Cm=M_nom/I_nom % Электромеханическая постоянная

 

% Параметры передаточных функций ДПТ

Te=L/R % Электромагнитная постоянная времени [c]

Ta=Te

Tm=R*J_d/(Ce*Cm) % Электромеханическая пост. времени [c]

kdpt=1/Ce % Коэффициент усиления ДПТ по управлению

kdpt_M=R/(Ce*Cm) % Коэффициент усиления ДПТ по возмущению

% Построение передаточной функции ДПТ

ksi=0.5*sqrt(Tm/Te) % Коэффициент демпфирования

if ksi <1

Om0=1/sqrt(Te*Tm); % Собственная частота

T0=3.14/Om0 % Эквивалентная постоянная времени колеб. звена

Wdpt=tf([kdpt],[T0^2 2*ksi*T0 1]) % ПФ по управлению в форме колебат. звена

Wdpt_M=tf([kdpt_M*Te kdpt_M],[T0^2 2*ksi*T0 1]) % ПФ по возмущению

s=pole(Wdpt) % Полюсы ПФ ДПТ НВ

figure (1);step(Wdpt); grid on

else

Wdpt=tf([kdpt],[Te*Tm Tm 1]) % ПФ в виде инерционного звена 2 поряд-ка

Wdpt_M=tf([kdpt_M*Te kdpt_M],[Te*Tm Tm 1]) % ПФ по возмущению

s=pole(Wdpt) % Полюсы ПФ ДПТ НВ

T1=abs(1/s(1))

T2=abs(1/s(2))

figure(2);step(Wdpt);grid on

end

 

Результаты работы этой программы используются в программе синтеза Synt_PI_Regulator_DCM при расчёте параметров настройки ПИ регулятора и , а также для построения переходных характеристик электропривода как замкнутой САУ.