б) п

¥4 04 мин

Э мин

33 мин

1MUH 30 с

Рис. 6.1. Кинематическая схема (а) и циклограмма моментов (б) испытательного стенда механических трансмиссий 1,2,4 - редукторы; 3 - испытуемая трансмиссия

включать в себя приводной двигатель М и тормозной генератор Т, соединенные испытуемой трансмиссией. В большинстве случаев используется схема с общим преобразователем ТП1, на зажимы которого включены МиГ (рис. 6.2). Автоматическая система регулирования скорости с подчиненным контуром регулирования тока преобразователя, включающая в себя регуляторы тока РТ1 и скорости PC, воздействует на преобразователь ТП1. Система регулирования момента с измерителем момента ДМ, регулятором РМ и подчиненным контуром тока якоря тормозного генератора (регулятор РТ2) воздействует на поток тормозного генератора через тиристорпый преобразователь ТП2. Программное устройство ПУ задает характер изменения скорости и момента.

Из сказанного очевидно, что система управления электроприводом ИСМТ принадлежит к многосвязным автоматическим системам регулирования (МАСР) с естественными перекрестными связями в объекте. Она содержит как минимум две локальные системы регулирования и несколько нелинейностей, таких, как произведения координат, зазоры механической передачи, нелинейности статических характеристик, ограничения выходных координат регуляторов и др. Однако обычно требования к точности исследования динамики таковы, что это исследование может быть произведено на основе линеаризации системы. В этом случае используются аналитические методы анализа, позволяющие получить общие выводы о влиянии

13- 195

Рис. 6.2. Структура автоматической системы управления электроприводом

ИСМТ

параметров системы на ее динамические свойства. В сочетании с расчетами на АВМ и ЦВМ, а также с промышленным экспериментом они дают наибольший эффект.

В качестве аналитического метода для исследования динамики МАСР целесообразно применять векторно-матричные структурные схемы (15, 61, 72] в сочетании с нормированными детализированными структурными схемами. Достоинства такого подхода определяются компактностью записи уравнений, удобством прослеживания причинно-следственных связей, сравнительной простотой эквивалентирования МАСР и выделения локальных систем. При решении задачи частичного синтеза систем управления ИСМТ структура и часть параметров многосвязного регулятора являются заданными или выбранными из тех или иных инженерных соображений. Требуется найти остальные параметры регуляторов.

Для структурной схемы на рис. 2.1, полаГ-ая, что все демпфирование осуществляется в результате рассеяния энергии в испытуе-мой трансмиссии (1 = kf - 0), и обозначая Л{д= Afi - момент двигателя, Мс = Ms - момент тормозного генератора, можно записать в векторной форме:

i = H(p)y,

где i = col [AMi 0 AMgl; у = col [AtOiAMy Acoj 1;

(6.1)

Hip):

Яц = r„ip; Я22 = TcpliKTcP + 1); Я33 = r„2p-

Для выделения локальных систем объект регулирования с перекрестными обратными связями удобно преобразовать в объект с перекрестными прямыми связями. С этой целью уравнение (6.1) умножается слева на матрицу Н" (р). Так как Н (р) - неособенная матрица, то

н-Чр)1=н-Чр)Н(р)у.

где Н-1 (р) = adj Н (р); Я = det Н (р);

Я22Я33+ 1 adjH(p)= -Я33 1

"Яа2Язз+ 1

Язз 1

Таким образом.

ЯцЯзз

-Яп - Язз

ЯцЯзз

Я пЯ 22 + 1 .

(6.2)

y = H-i(p)i.

Элементы матрицы H" (р) следующим образом связаны с параметрами двухмассовой системы:

\И\ Hi,

Y-1 Tdp+l .

Y «1(Р)

ту + ТаР+\

Wi(p)

(6.3)

где Wi (р) и W2 (р) определяются формулами (2.10).