Қазақша рефераттар

Байланыспаған контурдың тұрақтылығын зерттеу

Мазмұны

Бөлімдер

  • 0 Кіріспе
  • 1 Тапсырма және бастапқы берілгендер
  • 2 Жұмысты орындау тәртібі
  • 3 Элементтердің параметрлері мен беріліс функциялары
  • 4 Қорытынды
  • 5 Қолданылған әдебиеттер

2-бөлім: Жұмысты орындау тәртібі (қысқаша жоспар)

  1. 2.1 Бастапқы берілгендерді талдау
  2. 2.2 АРЖ-нің жұмыс істеу принципін сипаттау
  3. 2.3 Құрылымдық және аналитикалық модельдерді құру
  4. 2.4 Байланыспаған контурдың тұрақтылығын зерттеу
  5. 2.5 Байланыспаған контурды тұрақтандыру
  6. 2.6 Байланысқан АРЖ-нің тұрақтылығын бағалау
  7. 2.7 Байланысқан АРЖ-ні коррекциялау (түзету)
  8. 2.8 АРЖ сапасын бағалау
  9. 2.9 АРЖ тұрақтылық аймағын анықтау

Кіріспе

Реттеу жүйесінің тұрақтылығы — сыртқы әсер жүйені қалыпты күйінен шығарғаннан кейін, бұл әсер жойылғанда жүйенің бастапқы теңгерімді жағдайына қайта оралу қабілеті. Дұрыс жобаланған жүйе әртүрлі кедергілерге қарамастан, орнықты және сенімді жұмыс істеуі тиіс.

Осы жұмыста автоматты реттеу жүйесінің (АРЖ) құрылымдық сұлбасы тұрақтылыққа зерттеліп, тұрақтылық қоры бағаланады және дәлдігін арттыру үшін VisSim ортасында бірнеше модельдік нұсқа құрылады.

Тұрақтылық жүйе құрылымымен тығыз байланысты болғандықтан, модельдеу үшін жүйенің сипаттамалық (дифференциалдық) теңдеулері қажет. Сипаттамалық теңдеудің алғашқы бөлігінде әдетте қозғаушы күш көздерінің мәндері беріледі; дәл осы теңдеулер арқылы жүйенің тұрақтылығы талданады.

Ескерту: бастапқы мәтіндегі «сурет» сілтемелері (1-сурет, 2-сурет) дизайнда блок ретінде ғана белгіленді; нақты суреттер берілмеген.

1. Тапсырма және бастапқы берілгендер

Курстық жұмыстың тақырыбы

Тұрақты тоқ қозғалтқышы (ДПТ) валының айналу жиілігін автоматты реттеу жүйесін (АРЖ) талдау және тиімдеу.

Функционалдық сұлбадағы белгілеулер

У
Күшейткіш
ТП
Тиристорлы түрлендіргіш
Г
Генератор
ДПТ
Тұрақты тоқ қозғалтқышы (басқару нысаны)
ТГ
Тахогенератор
ОСН
Кернеу бойынша иілмелі кері байланыс

Сигналдар мен әсерлер

  • Uз — тапсырма кернеуі. Осы мәнге сәйкес ДПТ валының айналу жиілігі n өзгеруі тиіс.
  • Mс — сыртқы әсер етуші кедергі моменті (жүктеме), қозғалыс машинасы арқылы ДПТ валына беріледі.

Сызықтық емес шектеу

Тиристорлы түрлендіргіштің (ТП) сызықтық емес қасиеті ескеріледі: күшейтуі шектеулі.

ТП кірісіндегі шектеу деңгейі: 0.2(1 + 0.1N)

Элементтердің параметрлері (жалпы түрде)

Күшейткіш (У)

Апериодтық буын: ky = (20 + N), Ty = (0.06 + 0.001N) c.

Тиристорлы түрлендіргіш (ТП)

Апериодтық буын: kтп = (15 + 2N), Tтп = (0.05 + 0.001N) c.

ОСН (кернеу бойынша иілмелі кері байланыс)

Инерциялы-дифференциалды буын: kосн = 0.1(1.5 + 0.1N), Tосн = 0.01(5 + N) c.

Тахогенератор (ТГ)

Пропорционалды буын: kтг = 0.01(2 + 0.3N).

Генератор (Г)

Апериодтық буын: kг = 0.1(13 + 0.1N), Tг = 0.01(8 + N) c.

ДПТ (қозғалтқыш)

Тербелістік буын. Басқару және сыртқы әсер ету арналары үшін: kду = 0.1(12 + N), kдв = 0.05(15 + N), Tя = 0.01(6 + 0.32N) c, Tм = 0.1(5 + 0.5N) c.

2. Жұмысты орындау тәртібі

2.1. Бастапқы берілгендерді талдау

Бастапқы берілгендерді талдау модельдерді іске асыру үшін деректердің жеткіліктілігін және есептеу/модельдеу үшін қажет параметрлердің толықтығын тексеру мақсатында жүргізіледі.

2.2. АРЖ-нің жұмыс істеу принципі

Статика

Жүйе реттеуді қамтамасыз етеді: ДПТ валының айналу жиілігі n тапсырмаға және сыртқы әсерлерге сәйкес пропорционал түрде ұсталады.

Динамика

Тапсырма немесе жүктеме өзгергенде АРЖ айналу жиілігін жаңа тапсырмаға сәйкес мәнге келтіруге және сақтауға ұмтылады.

АРЖ қолдану аз қуатты басқару сигналдары арқылы жоғары жылдам әрекет етуге және айналу жиілігін ұстап тұру дәлдігін арттыруға мүмкіндік береді.

2.3. Құрылымдық және аналитикалық модельдерді құру

Модельдеу VisSim бағдарламалық пакетінде орындалады. Модельдеу нәтижелері жүйені талдауға және АРЖ-ні тиімдеуге (параметрлерін таңдауға) негіз болады.

2.3.1. Құрылымдық сұлбаны құру

VisSim кеңістігіне функционалдық сұлбаға сәйкес блоктар орналастырылады. Қозғалтқышты үш буынмен модельдеуге болады, алайда тұрақтылықты талдау үшін көбіне қозғалтқышты бір эквивалентті буынмен (беріліс функциясы арқылы) көрсету жеткілікті, себебі контурдан тыс буындар тұрақтылыққа әсер етпейді.

2.3.2. Беріліс функцияларын анықтау

Параметрлер нұсқа нөміріне (N) сәйкес есептеліп, тиісті блоктарға енгізіледі. Диаграмма блоктары оқуға ыңғайлы орналастырылып, жазбалар мен түсіндірмелер үшін орын алдын ала қарастырылады.

2.4. Байланыспаған контурдың тұрақтылығын зерттеу

Байланыспаған контур тұрақты элементтерден тұрса да, өз алдына жеткілікті кері байланыс контурын құра алады. Сондықтан АРЖ байланыспаған күйде тұрақсыз болуы мүмкін.

Найквист критерийін практикалық қолданудың маңызды шарты: байланыспаған контур тұрақты болуы керек. Найквист критерийі байланысқан жүйенің тұрақтылығын бағалау үшін ғана емес, құрылымдық-параметрлік тиімдеу үшін де қолданылады.

VisSim-де өтпелі сипаттама түріне қарап, байланыспаған контурдың тұрақтылығы анықталады.

2.5. Байланыспаған контурды тұрақтандыру

Күшейткіштің күшейту коэффициентін және жергілікті кері байланыс контурының параметрлерін өзгерту арқылы өтпелі процесті апериодты түрге келтіру қажет. Қайта реттелу шамасы шамамен 5%–20% аралығында болғаны мақсатты.

Ықтимал тәсіл: байланыспаған контурды тұрақтылық шегіне жақындату, содан кейін күшейту коэффициентін 2–10 есе азайту.

2.6. Байланысқан АРЖ-нің тұрақтылығын бағалау

Тұрақтылық Найквист критерийінің логарифмдік нұсқасы арқылы бағаланады. Байланыспаған контур элементтері белгіленіп, ЛАЖС және ЛФЖС графиктері салынады.

Бағаланатын қорлар

Фаза және амплитуда бойынша тұрақтылық қорлары анықталып, нормативтік мәндермен салыстырылады.

Ұсынылатын аралықтар

Фаза бойынша: 35°–65°. Амплитуда бойынша: 6–12–20 dB (жобалау талабына қарай).

2.7. Байланысқан АРЖ-ні коррекциялау (түзету)

Коррекция басқару контурының күшейту коэффициентін тиімдеу арқылы орындалады. Егер бұл жеткіліксіз болса, негізгі контурге ПИ-реттегіш енгізіледі.

P-коррекция

ЛАЖС және ЛФЖС негізінде күшейту коэффициентінің қажетті өзгерісі (dB) анықталады. Мақсат — тұрақтылық қорларын талап етілетін интервалға енгізу.

PI-коррекция

Егер контур күшейтілуінің өзгерісі 20 dB-ден аз болса, П-реттегіштен кейін ПИ-реттегіш енгізіледі. Мұнда kp — күшейту коэффициенті, Tи — интегралдау уақытының тұрақтысы (аппроксимация жиілігіне кері пропорционал).

Блоктар санын азайту үшін ПИ-реттегіш құрылымында П-реттегіш күшейтуін ескеруге болады. Коррекциядан кейін ЛАЖС/ЛФЖС қайта құрылып, қорлардың талапқа сәйкестігі қайта тексеріледі.

2.8. АРЖ сапасын бағалау

Өтпелі режим сапасы байланысқан АРЖ-нің өтпелі функциясы арқылы бағаланады: осциллограф АРЖ шығысына қосылып, ДПТ-ның шығу шамасы бақыланады.

Реттеу уақыты

Процестің орнығуына кететін уақыт бағаланады.

Қайта реттелу

Жақсы жобаланған жүйеде қайта реттелу 0%–40% аралығында болады.

Шарт бұзылса

Егер қайта реттелу 40%-тан асса, коррекцияға қайта оралып, контур күшейтілуін азайту қажет.

Қорытындыда толық түзетілген жүйе үшін байланыспаған контурдың ЛАЖС графигі бойынша c0, c1, c2 қателік коэффициенттері жуық түрде анықталады.

2.9. АРЖ тұрақтылық аймағын анықтау

Тұрақтылық аймағы контур күшейту коэффициенті бойынша D-ажырату әдісімен анықталады. Бұл үшін VisSim-де Найквист годографын құратын құралды бейімдеуге болады.

Қажетті қадам: байланысқан АРЖ сипаттамалық теңдеуінен күшейту коэффициентін бөлшекті-рационал функция түрінде бөліп шығару. VisSim-де сызықтық буын алымының дәрежесі бөлім дәрежесінен аспауы керек болғандықтан, кей жағдайларда тұрақтылық аймағы 1/k инверсті айнымалысы үшін құрылады.

3. Элементтердің параметрлері мен беріліс функциялары

Күшейткіш (У): есептелген параметрлер

N = 8 үшін: ky = 20 + 8 = 28, Ty = 0.06 + 0.001·8 = 0.068 c.

Беріліс функциясы

Бастапқы мәтінде формула толық әрі бірізді берілмеген. Апериодтық буын үшін стандартты жазылу түрі әдетте:

Wy(p) = ky / (Typ + 1)

Егер сіздің нұсқаңызда басқа құрылым (мысалы, нөл енгізілген (T p + 1) көбейткіші) қолданылса, беріліс функциясын нақтылау қажет.

Мәтіннің үзілген жері

Берілген мәтін «ТП – тиристорлы түрлендіргіш апериодты буынмен модельденеді, параметрлері: ...» деген жерде аяқталып қалған. Қалған параметрлер мен беріліс функциялары көрсетілмегендіктен, бұл бөлім толықтырылмай қалды.

Егер ТП, ОСН, ТГ, Г және ДПТ үшін N = 8 бойынша есептелген мәндерді және нақты беріліс функцияларының түрлерін жіберсеңіз, осы бөлімді толық әрі бір стильде рәсімдеп беремін.