Проектирование системы управления электроприводом конвейерной установки (стр. 5 из 5)
Передаточная функция разомкнутого контура регулирования, потокосцепления ротора двигателя имеет вид: 
ПИ-регулятор потокосцепления ротора двигателя будет компенсировать постоянную времени Тr, отсюда его передаточная функция имеет вид:
Передаточная функция замкнутого контура:
При наличии компенсирующих связей контур тока
имеет вид: 
Настройка на технический оптимум:
; 
8.4.2. Расчет канала регулирования скорости
Канал содержит внутренний токовый контур с ПИ- регулятором тока и внешний контур регулирования скорости с П – регулятором скорости.
Внутренний контур тока будет иметь те же настройки, что и в канале регулирования потокосцепления ротора.
Стабилизация потокосцепления и тока формирующего момент двигателя позволяют свести контур скорости к двум звеньям
 |
Передаточная функция разомкнутого контура скорости будет иметь вид:
Замкнутый контур скорости:
Рассчитав каналы регулирования системы векторного управления можно исследовать работу привода на разных режимах его работы.
Осуществим пуск привода при номинальной нагрузке на скорость, равную половинной от номинальной. На вход регулятора скорости поставим задатчик интенсивности.
После разгона произведем наброс нагрузки на 20%, и осуществим торможение. На графики выведем электромагнитный момент двигателя, потокосцепление ротора, скорость.
На рис.3 представлены динамические процессы в приводе при данных режимах работы.
9. Алгоритм работы привода конвейера
В связи с тем, что регулирование ЭП по мгновенному значению тока не представляется возможным, по этому регулирование привода осуществляется по среднеквадратичному значению измеренного тока:
(9.1)На рис.2, этот процесс осуществляется блоком 1.
Среднеквадратичный ток сравнивается с заданным эквивалентным значением тока, который определяется по закону:
(9.2)Полученное значение
преобразуется в изменение скорости подачи в блоке 2 (рис.2) по закону:
(9.3)Т.к. в блоке 2 стоит звено нечувствительности, поэтому система работает только на уменьшение скорости подачи.
10. Синтез логического алгоритма работы системы управления и его программная реализация
Воспользуемся методом циклограмм. Определим входные Х и выходные У переменные.
Х1 – подача питающего напряжения в систему управления, т.е. включение Х1 = 1 когда пуск;
Х2, Х3, Х4, Х5 – опрос датчиков защиты конвейера.
Х2, Х3, Х4, Х5 = 1 если защита не сработала;
У1 – готовность привода к работе, предупредительная сирена
У2 – пуск привода конвейера
Циклограмма будет иметь вид, представленный на рис.9.1
Х1 
Х2 
Х3 
Х4 
Х5 
Х6 
Х7 
У + + + + + + +Рис. 9.1 Циклограмма работы системы после включения
Запишем условие включения для У:
S`(У) = Х1×Х2×Х3×Х4×Х5
и условие отключения: __ __ __ __ __
S``(У) = X1+Х2+Х3+Х4+Х5
и условие отключения:
_____________________________________________________
_____ _____ _____ _____ _____
У = S`(У) ×S``(У) = Х1×Х2×Х3×Х4×Х5× (X1+Х2+Х3+Х4+Х5)
В качестве элементной базы для системы управления применим 16-разрядный программируемый микроконтроллер (ПМК) С161 фирмы «SIEMENS». Этот ПМК имеет наилучший показатель цена-производительность для данного типа привода.
Основные параметры микроконтроллера:
- 16-разрядный микропроцессор с тактовой частотой 16 МГц
- производительность 8 MIPS
- объем адресуемой памяти 4 Мб
- 2 Кб ПЗУ и 4 Кб ОЗУ непосредственно на контроллере
- 8 – или 16-разрядная шина данных
- 16-уровневая система прерываний
- высокоскоростной синхронный / асинхронный последовательный порт
- программируемый таймер
- до 63 линий ввода/вывода
- 7 портов ввода/вывода с 16-разрядными АЦП/ЦАП
- диапазон рабочих температур от 0 до +70 °С
Принципиальная схема системы векторного управления тяговым электроприводом переменного тока рудничного электровоза на основе ПМК С161 представлена на рис. 9.2
Рис. 9.2 Структура ПМК С161
Для функциональной реализации алгоритма управления на микроконтроллере ПМК С161 разработана программа управления в прикладной программе MicroWIN SP1 V3.1 STEP7, которая представлена ниже.
Система моделировалась в вычислительной среде Matlab c использованием пакета прикладных программ Simulink. В результате моделирования были получены графики.
Рис.1. Векторная система управления АД конвейера
