1. Объект регулирования.Объектом регулирования является двигатель постоянного тока независимого возбуждения, для которого справедливы следующие уравнения
,
, ( 3.14)
,
где Е - э.д.с. вращения; w - частота вращения вала; М - момент двигателя; - коэффициенты передачи двигателя соответственно по частоте вращения и по току якоря.
Одной из статических характеристик двигателя является его механическая характеристика, , которую легко получить из уравнений (3.14)
, (3.15)
где – частота вращения вала в режиме холостого хода, .
Статизм механической характеристики двигателя будет равен
(3.16)
и так как он больше нуля то по механической характеристике двигатель относится к статическим системам.
2. Система стабилизации частоты вращения «статическая» (рис. 3.5). Устройство управления состоит из источника регулируемого эталонного напряжения Uз, усилителя, измерительного устройства в виде тахогенератора и цепи обратной связи.
Рис. 3.5
При изменении скорости вращения вала происходит изменение напряжения тахогенератора и изменение ошибки регулирования. Под действием этой ошибки происходит стабилизация выходного параметра системы.
Математическая модель системы представлена следующими уравнениями:
для элемента сравнения
(3.17)
для усилителя
(3.18)
для двигателя
(3.19)
для тахогенератора
(3.20)
Механическая характеристика системы . Решение системы уравнений (3.17–3.20) относительно w и М дает
(3.21)
где – частота вращения системы без нагрузки, , , .
Статизм механической характеристики системы.
показывает, что данная система стабилизации является “статической”.
Вывод. Примеры приведенных схем статических и астатических систем показывает, что астатические свойства система приобретает при установке в цепь управления исполнительного двигателя угол поворота вала которого определяет положение регулирующего органа (движка потенциометра). Как будет показано дальше, это обусловлено тем, что двигатель в этих системах выполняет математическую операцию интегрирования.
ГЛАВА 4