Учебное пособие: Теория автоматического управления

 3.3. Рассчитать и построить переходную характеристику системы DW=f(t) при выбранном значении Кр = Кр.расч. и различных значениях К’ и К” (для входных воздействий Wзад = 1.0 и mс = 1.0.

Выбрать значения К’ = К’расч. и К” = К”расч., при которых переходные процессы имеют затухающий и, по возможности, монотонный (без перерегулирования) характер. Определить время переходного процесса tп и, при необходимости, перерегулирование g и колебательность G.

Значения К” целесообразно принимать в диапазоне

0.5 ТаТр

0< К’’ < -----------------------

Кр

3.4. Рассчитать и построить КЧХ, АЧХ, ФЧХ и ВЧХ системы в замкнутом состоянии, оценить частотные свойства ее и показатели качества регулирования (tп, g, G). Сравнить полученные значения показателей качества с соответствующими значениями пункта 3.3.

3.5. Определить показатели качества регулирования (tп, G) по расположению нулей и полюсов передаточной функции системы в комплексной плоскости и сравнить их с соответствующими значениями пунктов 3.3 и 3.4.

3.6. Рассчитать и построить область устойчивости системы в плоскости параметров Кр, К’ при К” = К”расч. Окончательно выбрать значения Кр.расч. и К’расч.

3.7. Определить запас устойчивости системы по модулю и фазе (по Найквисту).

Задание 2

 1. Провести исследование системы автоматического регулирования частоты вращения гидроагрегата, работающего на выделенную нагрузку.

 2. Исходные данные.

 2.1. Структурная схема

1 - генератор, работающий на выделенную нагрузку;

2 - гидротурбина;

3 - регулятор;

mс- момент сопротивления, (о.е.);

mг - момент, развиваемый турбиной, (о.е.);

a - степень открытия регулирующего клапана турбины, (о.е.);

W - частота вращения турбины, (о.е.).

2.2. Передаточные функции элементов структурной схемы:

DW(p)             Ка

W1(р) =----------------- = --------------;

Dmизб(р)           Тар+1

Dmг(p)             -0.1Т0р+1

W2(р) =--------------- = ------------------------;

Da(р)             0.05Т0р+1

Da(p)              Кр(1+К’р+К’’р2 )

W3(р) =--------------- = -------------------------------------,

DW(р)            ТрP+1

где Та - постоянная инерции агрегата с учетом нагрузки, отнесенная к базисной (номинальной) мощности, (с);

Т0 - постоянная времени водовода при номинальной частоте вращения, соответствующая номинальной нагрузке агрегата, (с);

Тр - постоянная времени регулятора, (с);

Ка, Кр, К’, К’’ - коэффициенты передачи.

2.3. Параметры элементов структурной схемы

3. Содержание задания.

3.1. Составить структурную схему и найти эквивалентные передаточные функции САУ по воздействиям Dmс и DWзад.

3.2. Выбрать значение Кр.расч., при котором обеспечивается статизм регулирования Кс £ 0.05 (по возмущающему воздействию mс).

 3.3. Рассчитать и построить переходные характеристики системы DW=f(t) при выбранном значении Кр=Кр.расч. и различных значениях К’ и К” (для входных воздействий Wзад = 1.0 и mс = 1.0.

Выбрать значения К’ = К’расч. и К” = К”расч., при которых переходные процессы имеют затухающий и, по возможности, монотонный (без перерегулирования) характер. Определить время переходного процесса tп и, при необходимости, перерегулирование g и колебательность G.

Значения К” целесообразно принимать в диапазоне

0.5 ТаТр

0< К’’ <-----------------

КаКр

3.4. Рассчитать и построить КЧХ, АЧХ, ФЧХ и ВЧХ системы в замкнутом состоянии, оценить частотные свойства и показатели качества регулирования (tп, g, G). Сравнить полученные значения показателей качества с соответствующими значениями пункта 3.3.

3.5. Определить показатели качества регулирования (tп, G) по расположению нулей и полюсов передаточной функции системы в комплексной плоскости и сравнить их с соответствующими значениями пунктов 3.3 и 3.4.

3.6. Рассчитать и построить область устойчивости системы в плоскости параметров Кр, К’ при К” = К”расч.

Окончательно выбрать значения Кр.расч. и К’расч.

3.7. Определить запас устойчивости системы по модулю и фазе (по Найквисту).

Задание 3

 1. Провести исследование системы автоматического регулирования активной мощности ГЭС.

 2. Исходные данные.

 2.1. Структурная схема

1- регулятор мощности;

2 - серводвигатель;

3 - гидравлическая турбина;

4 - звено, моделирующее изменение частоты вращения эквивалентного гидроагрегата от изменения момента;

5 - звено, моделирующее изменение угла Dd от изменения частоты вращения DW;

6 - звено, моделирующее изменение электрической мощности эквивалентного гидрогенератора от изменения угла Dd;

Рзад - задание по мощности, (о.е.);

Рэ - электрическая мощность эквивалентного гидрогенератора, (о.е.);

G - регулирующее воздействие на входе серводвигателя, (о.е.);

a - степень открытия направляющего аппарата, (о.е.);

m - момент на валу турбины, (о.е.);

W - угловая частота вращения, (о.е.);

d - угол между векторами ЭДС эквивалентного гидрогенератора ГЭС и эквивалентного генератора приемной энергетической системы.

2.2. Передаточные функции элементов структурной схемы

DG(p)                                                  Da(р)          К’p + 1

W1(р) =-------- = Кр ; DР = DРзад - DРэ; W2(р) =-------- = ---------------;

DP(р)                                                   DG(p)          Трр

Dm(p)                1 - a0Т0р              DW(р)                 1

W3(р) =----------- = ------------------- ; W 4(р) =--------------- = --------- ;

Da(р)                1 + 0.5a0Т0р       Dm(p)                   Тар

Dd(р)              1                           DРэ

W 5(р) = ----------- = ----------- ; W 6(р) = ----------- = К х + К ‘х P,

DW(p)              Тdр                      Dd(р)

где Кр - коэффициент передачи регулятора мощности;

К’ - коэффициент передачи по скорости изменения мощности;

Тр - постоянная времени регулятора, (с);

a0 - исходная нагрузка эквивалентного гидроагрегата, (о.е.);

Т0 - постоянная времени водовода при номинальной частоте вращения, соответствующая номинальной нагрузке агрегата, (с);

Та - постоянная инерции эквивалентного гидроагрегата, отнесенная к базисной (номинальной) мощности, (с); Тd = 0.00318 с (при wном = 314 рад/с);

К х , К ‘х - коэффициенты передачи эквивалентного гидроагрегата.

2.3. Параметры элементов структурной схемы

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7