Вопросы к гос. экзамену

по курсу «Системы управления электроприводов»

1.

Если перегорит обмотка возбуждения ОВТГ, то где на электромеханической характеристике будет работать электропривод?

Будет работать на максимальной скорости, соответствующей максимальной ЭДС генератора.

В точке холостого хода, так как оборвется отрицательная обратная связь по скорости.

2.

Данной схеме соот-

ветствует механи-

ческая характерис-

тика

ω

Iя

Iстоп

Iотс.

Нарисуйте, как изменится характеристика при обрыве отрицательной обратной связи по току.

3.

Для повышения жёсткости механической характеристики электропривода применяется

1. положительная связь по напряжению;

2. отрицательная токовая связь с отсечкой;

3. положительная связь по току на регулятор скорости.

4. Каким узлам структуры электропривода соответствуют следующие характеристики?

1 – ограничение тока или напряжения преобразователя

2 – нечувствительность

5. Достоинства и недостатки токовой отсечки в электроприводе.

+ - позволяет ограничить ток при работе привода на упор

Ограничить момент развиваемый двигателем некоторой предельной величиной

- - Недостатком токовой отсечки в динамике ЭП с ТП является возможность превышения мгновенным током упреждающего токоограничения заключается в том, чтобы соответствующий заданному допустимому уровню тока управляющий стопорного значения в начале процесса пуска. Идея сигнал подавался одновременно с задающим сигналом. Это осуществляется подачей на вход преобразователя управляющего сигнала, возрастающего одновременно с ростом скорости за счет положительной связи по скорости

6. Какая характеристика соответствует данному узлу? - 1

6. Объяснить применение в системе управления электропривода нелинейных обратных связей-отсечек. Узел токовой отсечки.

Применяется в случае, когда необходимо ограничить ток. Например при работе привода ковша экскаватора на упор. Эту задачу можно решить снижая ЭДС преобразователя при достижении моментом величины М_пред.

Это выполняется автоматически, если использовать обратную связь по моменту или току, причем эта связь должна вступать в действие лишь при достижении током некоторого заданного значения. В приведённом примере при достижении напряжения пробоя стабилитрона.

7. Какую функцию выполняет наблюдающее устройство? Её отличие от расчетной модели.

В сложных ЭП, имеющих, в частности, разветвленные кине­матические цепи с упругими элементами, число регулируемых переменных может оказаться весьма значительным. При этом из­мерение некоторых из них может быть по тем или иным причи­нам затруднено. В таких случаях прибегают к использованию так называемых наблюдающих устройств (наблюдателей).

Основу наблюдателя образует совокупность моделей звеньев ЭП, выполненных на базе операционных усилителей или средств микропроцессорной техники. Выходные сигналы (напряжения) этих моделей, параметры которых соответствуют реальным звень­ям ЭП, отражают приближенные значения переменных (дают оценку реальных значений переменных).

Управление с использованием наблюдателя на примере регу­лирования угла поворота вала двигателя ф поясняет схема на рис. 3.7, на которой приняты следующие обозначения: Д — двигатель, П — преобразователь, УУ — управляющее устройство, МП — механическая передача, НУ — наблюдающее устройство.

Рис. 3.7. Схема электропривода с наблюдающим устройством

ЭП предназначен для регулирования положения исполнитель­ного органа фио. Это достигается соответствующим регулировани­ем угла поворота ф вала двигателя, при котором требуется также регулирование и других переменных — тока I, момента М и ско­рости to двигателя.

Для реализации рассматриваемого принципа регулирования сигнал задания угла поворота ф3 подается на устройство управле­ния УУ и одновременно на вход наблюдающего устройства НУ. Наблюдающее устройство НУ вырабатывает с помощью моделей звеньев ЭП сигналы, пропорциональные току, моменту и скоро­сти, и направляет их устройству управления УУ.

Поскольку модели звеньев не могут учесть всех реальных воз­мущений, действующих на ЭП и рабочую машину, и нестабиль­ности параметров ЭП, НУ выдает в управляющее устройство не точные значения переменных, а их оценки, что обозначено на схеме звездочкой «*».

Для повышения точности получаемых оценок переменных со­стояния может использоваться корректирующая обратная связь по регулируемой переменной, показанная на схеме рис. 3.7 штри­ховой линией. В этом случае значение выходной регулируемой пе­ременной ф сравнивают с помощью обратной связи с ее оценкой Ф* и затем в функции выявленного отклонения (ошибки) Дф кор­ректируют показания отдельных моделей.

Схема с подчиненным регулированием координат. Эта схема (рис. 3.8) отличается тем, что в ней регулирование каждой координаты осуществляется своими регуляторами тока РТ и скорости PC, которые вместе с соответствующими обратными связями обра­зуют замкнутые контуры. Они располагаются таким образом, что входным, задающим сигналом для внутреннего контура тока t/3T является выходной сигнал внешнего по отношению к нему кон­тура скорости. Тем самым внутренний контур тока подчинен внешнему контуру скорости — основной регулируемой коорди­нате ЭП.

Основное достоинство схемы рис. 3.8 заключается в возможно­сти оптимальной настройки регулирования каждой переменной как в статике, так и в динамике

8. На что влияет выбор переменных состояния при выполнении синтеза модального регулятора?

Выбор переменных состояния при синтезе модального регулятора влияет на качество получаемого переходного процесса

9. В чем заключается задача модального управления?

1) Определение количества и выбор переменных состояния, составление характеристических уравнений для разомкнутого ОУ.

2) Выбор по желаемым показателям качества нормированного уравнения.

3)Определение параметров МР из системы уравнений.

Увеличится базовая частота системы.

10. Достоинства и недостатки системы управления с модальным управлением.

Достоинства МР: возможность получить любое демпфирование и быстродействие «в малом» в линейном электроприводе любой сложности, достижимость любой жесткости МХ при заданном демпфировании, робастность системы управления, простота синтеза для сложных линейных систем с высоким порядком.

Недостатки МР: желаемая динамика достижима в малом, отсутствие токоограничения, большое число измеряемых координат, т.е. повышенная потребность в датчиках. Используя наблюдатель исключается необходимость в большом количестве датчиков, многие величины (в том числе и не доступные для прямого измерения) измеряются косвенным образом

11. Объяснить режимы работы электропривода с обратной связью по положению.

При необходимости получения высокой точности регулирования положения и обеспечения качественного характера движения исполнительного органа используется замкнутый электропривод с обратной связью по положению. В этом случае система автоматически вырабатывает сигнал на начало торможения и обеспечивает заданную точность останова исполнительного органа.

На рис. 2.4 показан идеализированный рациональный график движения электропривода при отработке единичного перемещения (шага) исполнительного органа. Этот график имеет в общем случае три участка–разгон, установившееся движение и торможение. В конечной точке, когда кон, скорость движения и его момент М равны нулю, что соответствует состоянию покоя исполнительного органа. Реальные графики движения электропривода в той или иной степени приближаются к этому идеализированному графику. Регулирование положения чаще всего требуется при реализации следящего и программно-управляемого движения исполнительного органа.

12. Объяснить способы управления следящим электроприводом.

электропривод, обеспечивающий воспроизведение механических перемещений контролируемого или управляемого объекта посредством исполнительного электродвигателя. Помимо исполнительного электродвигателя, следящий электропривод включает в себя задающее устройство, датчик положения, устройства сравнения, усилители. Задающее устройство вырабатывает исходный (заданный) сигнал, изменяющийся, как правило, по произвольному закону. Датчик положения непрерывно измеряет на управляемом объекте фактическое значение параметра, подлежащего изменению, которое при помощи устройства сравнения соотносится с заданным. В результате сравнения вырабатывается сигнал рассогласования, пропорциональный разности между заданным и фактическим значениями воспроизводимой величины. Сигнал рассогласования (в виде напряжения или тока) поступает на вход усилителя, а затем на исполнительный электродвигатель, осуществляющий такое движение управляемого объекта, при котором сигнал рассогласования уменьшается. В отсутствие сигнала рассогласования ротор электродвигателя находится в покое. В большинстве следящих электроприводов задаваемой величиной является угол поворота входного вала, а регулируемой – угол поворота выходного вала, с которым связан управляемый объект. Применяется в системах автоматического управления, передачи информации и измерения. Мощность обычно не выше нескольких десятков киловатт.

13. Б

14. 1

15. б

16 - Б

17 – 1

Дата добавления: 2015-04-29