Первый запуск модели, Оценка устойчивости и стабилизация разомкнутой САР. Параметрическая оптимизация САР, Стабилизация разомкнутой САР - Программирование автоматизированного электропривода

Щелкнуть по кнопке Пуск с зеленым треугольником, в результате расчета будет построена переходная характеристика исходной САР, по которой хорошо видно, что исходная САР - неустойчива. Следовательно, требуется коррекция параметров элементов, а может быть и структуры САР, для обеспечения ее устойчивости.

проверка устойчивости разомкнутого контура сар чв дпт

Рисунок 2.1 Проверка устойчивости разомкнутого контура САР ЧВ ДПТ

График переходной функции показывает, что разомкнутый контур неустойчив, поскольку его выходной сигнал представляет собой колебания с быстро увеличивающейся амплитудой. Отметим, что неустойчивость проявится аналогично и при другом, например импульсном, воздействии.

Оценка устойчивости и стабилизация разомкнутой САР. Параметрическая оптимизация САР
Стабилизация разомкнутой САР

Разомкнем контур главной обратной связи, подключим его к осциллографу и запустим моделирование:

проверка устойчивости разомкнутого контура сар чв дпт

Рисунок 3.1 Проверка устойчивости разомкнутого контура САР ЧВ ДПТ

График переходной функции показывает, что разомкнутый контур неустойчив, поскольку его выходной сигнал представляет собой колебания с быстро увеличивающейся амплитудой. Отметим, что неустойчивость проявится аналогично и при другом, например импульсном, воздействии.

Может оказаться необходимым уменьшить время моделирования, с тем, чтобы колебания не достигали огромных величин. Для этого выбрать в главном меню VisSim: Simulate - Simulation Properties - на вкладке Range установить нужное значение параметра End. Заодно имеет смысл установить шаг интегрирования Step Size величиной 0.001.

Щелкнуть по кнопке ОК. Запустить моделирование.

Рисунок 3.1 показывает, что разомкнутая САР неустойчива. Для обеспечения выполнения необходимого условия практического применения критерия Найквиста, разомкнутую САР требуется стабилизировать.

Примечание. Если исходная разомкнутая САР окажется устойчивой, то тем не менее ее также нужно стабилизировать, обеспечив хороший запас устойчивости, не больше и не меньше требуемого. Делается это так, как изложено ниже, с тем лишь отличием, что вначале на границу устойчивости разомкнутый контур САР выводится увеличением коэффициента усиления усилителя.

Нетрудно увидеть, что потеря устойчивости разомкнутой САР возникает из-за наличия местной обратной связи (системы, составленные из устойчивых звеньев и имеющие обратные связи, могут терять устойчивость). Стоит отметить, что эта связь была введена для того, чтобы обеспечить достаточную устойчивость и качество результирующей САР. Это указывает на то, что параметры звена обратной связи по напряжению заданы неудачно и могут потребовать коррекции.

Стабилизация контура уменьшением коэффициента усиления усилителя

Стабилизация САР рисунок 3.1 требует некоторого практического опыта, на основании которого можно определить в каких звеньях следует провести изменения параметров. Осуществить стабилизацию разомкнутого контура в данном случае можно, меняя параметры двух элементов: усилителя и звена обратной связи по напряжению (ОСН). Для начала попробуем просто уменьшать (увеличивать) коэффициент усиления усилителя до тех пор, пока разомкнутый контур не будет переведен в состояние, близкое к граничному между устойчивым и неустойчивым режимами.

коэффициент усиления усилителя уменьшен с 48 до 0,05

Рисунок 3.2 Коэффициент усиления усилителя уменьшен с 48 до 0,05.

Переходная характеристика имеет колебательную компоненту, амплитуда которой сравнительно медленно увеличивается со временем. Разомкнутый контур еще не устойчив, но близок к критическому, граничному режиму.

стабилизированная разомкнутая сар

Рисунок 3.3 Стабилизированная разомкнутая САР

Таким образом, изменением только коэффициента усиления усилителя не удается получить удовлетворительных характеристик разомкнутого контура. Следовательно, требуется более глубокая стабилизация.

Стабилизация изменением параметров усилителя и звена ОСН

Цель состоит в том, чтобы привести разомкнутый контур на границу устойчивости при значительно большем значении усиления усилителя, достигнутого в схеме рисунок 3.3. VisSim при этом выполняет большую вычислительную работу, но исследователю изменять параметры и запускать на счет программу очень легко.

Примечание. При уменьшении постоянных времени, прежде всего имеющих самые малые значения, следует помнить о том, чтобы шаг интегрирования был примерно на порядок меньше наименьшей постоянной времени элементов системы. Таким образом, при необходимости шаг следует уменьшать: Simulate - Simulation Properties - Step Size.

Изменение параметров усилителя и звена ОСН производится в диалоговых окнах, которые вызываются двойными щелчками по соответствующим блокам.

окончательно стабилизированный разомкнутый контур сар чв дпт

Рисунок 3.4 Окончательно стабилизированный разомкнутый контур САР ЧВ ДПТ

Итак, разомкнутая САР ЧВ ДПТ Стабилизирована. Поэтому устойчивость замкнутой САР можно анализировать с помощью критерия Найквиста. Сохранить диаграмму стабилизированной в разомкнутом состоянии САР под названием Razomkn_Stabil. vsm.

Окажется ли устойчивой замкнутая САР, разомкнутый контур которой только что стабилизирован. Для этого замкнем обратную связь и проверим, как поведет себя переходная характеристика САР:

сар после стабилизации разомкнутого контура

Рисунок 3.5 САР после стабилизации разомкнутого контура

Т. о. точность полученной системы и в установившемся режиме удовлетворительна.

Похожие статьи




Первый запуск модели, Оценка устойчивости и стабилизация разомкнутой САР. Параметрическая оптимизация САР, Стабилизация разомкнутой САР - Программирование автоматизированного электропривода

Предыдущая | Следующая