VI. Синтез корректирующих звеньев

6.1. Синтез подкорректирующих звеньев контура напряжения (тока).

Наибольшее распространение получил способ синтеза по ЛАЧХ, потому ниже даются главные положения по этому способу применительно к поочередным корректирующим звеньям. Начальные динамические характеристики при синтезе контуров приведены в табл.1


Таблица 1. Динамические характеристики САУ

Тип контура Добротность Время переходного процесса Перерегулирование
РН(Т) 40-60
РС 30-50 %
РП =0,08 =25

Приводится структурная VI. Синтез корректирующих звеньев схема контура. Основная оборотная связь показывается единичной. Начальные данные берутся из таблицы 7. Производится синтез корректирующего устройства. Приводятся нужные графики ЛАЧХ и ФЧХ (синтезированного) контура.

Структурная схема начального контураприведена на рисунке 11.

Рис.7. - Структурная схема контуранапряжения

Построение ЛАЧХ начального контура. Передаточная функция начального контура ранее определена и имеет вид

.

Сначала полагаем, что VI. Синтез корректирующих звеньев передаточная функция корректирующего звена равна единице

.

Требуемая добротность контура определена заданием (таблица 7.) и составляет 40. Строим ЛАЧХ начального контура при добротности К=40 ).

Потому что добротность начального контура ниже требуемой, то коэффициент его передачи возрастает за счет введения дополнительного усилителя с коэффициентом усиления

.

Сопрягающие частоты ЛАЧХ начального контура:

; .

Построение хотимой ЛАЧХ. Контур обязан иметь VI. Синтез корректирующих звеньев добротность К=45 с-1 и характеристики переходного процесса : ;.

На оси частоты при откладывается точка .

Через точку проводится ровная под наклоном –20 дБ/дек.

Определяем частоту среза. Потому что перерегулирование не задано, то

принимаем .

На частоте среза проводится ровная под наклоном -20 дБ/дек до значений = 11 дБ. При всем этом сопрягающие частоты будут

, .

Из VI. Синтез корректирующих звеньев точки ЛАЧХ на частоте проводится ровная под наклоном 0 дБ/дек до скрещения с низкочастотной частью ЛАЧХ. При всем этом определяется 1-ая сопрягающая частота .

На частоте ωЖ3 ЛАЧХ воспринимает наклон -40 дБ/дек и проводится до граничной частоты, которая определяется из условия , принимаем . Дальше наклоны хотимой ЛАХ берутся равными наклонам начальной системы VI. Синтез корректирующих звеньев.

Соответственная построенной хотимой ЛАЧХ передаточная функция контура будет ,

где , , , .

Определение передаточной функции корректирующего звена. ЛАЧХ корректирующего звена определяется как:

.

В итоге по приобретенной ЛАЧХ записываем передаточную функцию корректирующего звена

.

Потому что приобретенная передаточная функция не реализуется одним звеном, то разбиваем его на три

.

По результирующей ЛАЧХ корректирующего звена строится ЛАЧХ составляющих VI. Синтез корректирующих звеньев подкорректирующих звеньев .

; ; .

Выбор схемы подкорректирующих звеньев и определение значений входящих в нее частей.

1. Разглядим для первого корректирующего звена с передаточной функцией

.

Звено интегродифференцирующее, неизменная времени числителя больше неизменной времени знаменателя. Избираем схему электронную принципную корректирующего звена (КЗ), описываемой таковой передаточной функцией .

Выведем передаточную функцию этого звена. В итоге вывода VI. Синтез корректирующих звеньев получаем .

Элементы схемы и характеристики передаточной функции звена определяются последующими соотношениями

; ; .

Числовые значения коэффициента передачи и неизменных времени звена должны быть

, , .

Задаемся значением входного сопротивления цепочки 10 кОм, которое выбирается в спектре 5–10 кОм, что соответствует входным и выходным сопротивлениям нагрузки, используемым в электроприводах усилителей и преобразователей.

Рис.9. Схема электронная принципная корректирующего звена

Определяем числовое VI. Синтез корректирующих звеньев значение емкости конденсатора C1, мкФ

.

Определяем значение сопротивления : , откуда

.

В итоге расчетов значения частей корректирующей цепочки будут: , , .

Определяем коэффициент передачи корректирующего звена

.

Потому что фактический коэффициент передачи приобретенного звена не совпадает с требуемым значением , то коэффициент передачи прямого тракта контура множится на соответственное значение , определяемое из условия , откуд а.

2. Разглядим для второго корректирующего VI. Синтез корректирующих звеньев звена с передаточной функцией

.

Числовые значения коэффициента передачи и неизменных времени звена должны быть , , .

Определяем числовое значение емкости конденсатора C1, мкФ

.

Определяем значение сопротивления : ,откуда

.

В итоге расчетов значения частей корректирующей цепочки будут:

, , .

Рис.10. Схема электронная принципная корректирующего звена

Определяем коэффициент передачи корректирующего звена, где 10 кОм,

Потому что фактический коэффициент VI. Синтез корректирующих звеньев передачи приобретенного звена не совпадает с требуемым значением , то коэффициент передачи прямого тракта контура множится на соответственное значение , определяемое из условия , откуда .

3. Разглядим для третьего корректирующего звена с передаточной функцией .

Числовые значения коэффициента передачи и неизменных времени звена должны быть , , .

Определяем числовое значение емкости конденсатора C1, мкФ

.

Определяем значение сопротивления : , откуда

.

В итоге VI. Синтез корректирующих звеньев расчетов значения частей корректирующей цепочки будут:

, ,.

Определяем коэффициент передачи корректирующего звена, где 10 кОм,

Рис.11. Схема электронная принципная корректирующего звена

Потому что фактический коэффициент передачи приобретенного звена не совпадает с требуемым значением , то коэффициент передачи прямого

тракта контура множится на соответственное значение , определяемое из условия , откуда .

5.2.Синтез подкорректирующих звеньев контура скорости.

Приводится структурная VI. Синтез корректирующих звеньев схема контура. Основная оборотная связь показывается единичной. Начальные данные берутся из табл. 5. Производится синтез корректирующего устройства. Приводятся нужные графики ЛАЧХ.

Структурная схема контура скорости приведена на рис.13.

Рис.12. - Структурная схема контура скорости

Строим ЛАЧХ начального контура Lu2(ω).Передаточная функция начального контура имеет вид:

.

Определение ПФ замкнутого контура:

где .

Передаточная функция VI. Синтез корректирующих звеньев корректирующего звена равна единице

WK3(p) = 1, тогда

.

Добротность для контура скорости принимаем Кж = 30 (20lg40=30дБ).

Т.к. добротность начального контура ниже требуемой, то вводим усилитель с коэффициентом усиления:

.

Сопрягающие частоты ЛАЧХ начального контура:

;

Строим желаемую ЛАЧХ Lж2(ω).

Начальные данные:

- добротность контура Кж =40[c-1];

- время переходного процесса tппк2=0,04 [c-1];

- перерегулирование VI. Синтез корректирующих звеньев σ = 25%.

Низкочастотная область – на оси частот при ω = 1 откладываем точку 20lgК=20lg30=30[дБ] и через нее проводим горизонтальную прямую.

Среднечастотная область – частота среза:

.

Через точку ωс = 274,75[c-1] проводим прямую под наклоном -20 дБ/дек до значений L(ω) = ±11[дБ/дек]; ωж2 =130 [c-1]; ωж3 = 420[c-1].

Из точки ЛАЧХ на частоте проводится ровная под наклоном VI. Синтез корректирующих звеньев 0 дБ/дек до скрещения с низкочастотной частью ЛАЧХ. При всем этом определяется 1-ая сопрягающая частота .

Частотная область – на частоте ωж3 проводим прямую под наклоном -40 дБ/дек до граничной частоты ωг = 5 ∙ ωж3 = 5 ∙420 = 2100 [c-1], дальше наклоны хотимой ЛАЧХ равны наклонам начальной системы.

ПФ хотимого контура:

.

Определение ПФ корректирующего звена.

ЛАЧХ корректирующего звена определяется VI. Синтез корректирующих звеньев как:

.

В итоге по приобретенной ЛАЧХ Lк3(ω) записываем ПФ корректирующего звена:

Потому что приобретенная передаточная функция не реализуется одним звеном, то разбиваем его на три

.

По результирующей ЛАЧХ корректирующего звена строится ЛАЧХ составляющих подкорректирующих звеньев :

; ; .

Выбор схемы подкорректирующих звеньев и определение значений входящих в нее частей.

1. Разглядим для первого VI. Синтез корректирующих звеньев корректирующего звена с передаточной функцией

Числовые значения коэффициента передачи и неизменных времени звена должны быть , , . Определяем числовое значение емкости конденсатора C1, мкФ: .

Определяем значение сопротивления : .

В итоге расчетов значения частей корректирующей цепочки будут:

, , .

Определяем коэффициент передачи корректирующего звена, где 10 кОм, .

Потому что фактический коэффициент передачи приобретенного звена не совпадает с требуемым VI. Синтез корректирующих звеньев значением , то коэффициент передачи прямого тракта контура множится на соответственное значение , определяемое из условия , откуд а.

2. Разглядим для второго корректирующего звена с передаточной функцией

.

Числовые значения коэффициента передачи и неизменных времени звена должны быть , , .Определяем числовое значение емкости конденсатора C1, мкФ :.

Определяем значение сопротивления : .

В итоге расчетов значения частей корректирующей VI. Синтез корректирующих звеньев цепочки будут:

, , .

Определяем коэффициент передачи корректирующего звена, где 10 кОм,

Потому что фактический коэффициент передачи приобретенного звена не совпадает с требуемым значением , то коэффициент передачи прямого тракта контура множится на соответственное значение , определяемое из условия , откуда .

3. Разглядим для третьего корректирующего звена с передаточной функцией .

Числовые значения коэффициента передачи VI. Синтез корректирующих звеньев и неизменных времени звена должны быть , , . Определяем числовое значение емкости конденсатора C1, мкФ: .

Определяем значение сопротивления :

В итоге расчетов значения частей корректирующей цепочки будут:

, , .

Определяем коэффициент передачи корректирующего звена, где 10 кОм,

Потому что фактический коэффициент передачи приобретенного звена не совпадает с требуемым значением , то коэффициент передачи прямого тракта контура множится на VI. Синтез корректирующих звеньев соответственное значение , определяемое из условия , откуда .


vi-tvorci-svoej-realnosti.html
vi-uchastniki-sistemi-patrioticheskogo-vospitaniya-i-n-ponomarenko-sbornik-materialov-po-grazhdansko-patrioticheskomu.html
vi-uchebnaya-disciplina-investicii.html