4.Синтез.

Для того чтобы система удовлетворяла требованиям необходимо ввести в систему корректирующее устройство. Для проведения синтеза систему представленную на рисунке 1 необходимо привести к виду показанному на рисунке 3. Это производится с нарушением правил преобразования структурных схем следующим образом: единичная обратная связь переносится вправо через звено и узел.

Рис 3.

Где Wд(p) параллельное соединение двух звеньев и которое в приводится к виду . Постоянные времени Т1 и Т2 рассчитаны в приложении . Мс

а) синтез контура регулирования момента

На рисунке 4 показан контур регулирования момента, который подлежит синтезу.

Рис 4.

Преобразуем контур к единичной обратной связи, а затем по заданному времени переходного процесса найдём не компенсируемую постоянную времени. В нашем случае это будет Тэ. Расчёт приведён в приложении . Теперь передаточная функция разомкнутого контура должна быть сведена к виду отсюда найдём передаточную функцию последовательного корректирующего устройства которая будет определяться выражением:

Функцию последовательного корректирующего устройства удалось свести к двум регуляторам, получили ПИ и ПД регуляторы. Дальше проводим анализ полученной системы. Строим ЛАЧХ и ЛФЧХ (см. приложение). Из графиков видно что наклон ЛАЧХ в районе частоты среза укладывается в диапазон 16 - 25 дБ на декаду и система имеет бесконечный запас устойчивости по амплитуде. Далее посмотрим переходную характеристику. Перерегулирование составляет 4,34%.

При регулировании контура момента получили неплохой показатель перерегулирования, меньше 5%.А также время переходного процесса стало удовлетворять заданным требованиям.

б) контур регулирования скорости.

Контур регулирования скорости показан на рисунке 5. Здесь контур регулирования момента представлен одним эквивалентным звеном передаточная функция которого равна передаточной функции замкнутой по задающему воздействию, но выведенной с использованием допущения, которое состоит в том что передаточную функцию

упрощаем до вида

в результате получаем контур

Рис 5.

Теперь продолжая синтез можно оставить составляющую и ввести интегральную составляющую следовательно передаточную функцию разомкнутой цепи надо свести к виду

отсюда найдём передаточную функцию последовательного корректирующего устройства, которую можно свести к стандартному регулятору и фильтру. И получим ПИД регулятор и фильтр.

Теперь запишем передаточную функцию разомкнутой цепи и построим ЛАЧХ и ЛФЧХ найдем частоту среза и частоту переворота фаз. Из ЛАЧХ видно что наклон в районе частоты среза удовлетворяет условию 16 - 25 дБ. Далее строим переходную характеристику. Для этого нам понадобится передаточная функция замкнутой системы по задающему воздействию (см. приложение ).

Перерегулирование: d=8,16%

Частота среза: wср=3,73

Запас устойчивости по амплитуде и частота переворота фазы равны бесконечности.

Итак при настройке контура скорости получили плохие результаты перерегулирования, но время переходного процесса стало удовлетворять поставленным требованиям.