I. Исследование одномассовой электромеханической системы с электроприводом постоянного тока.

1. Составить расчетную схему электромеханической системы (момент нагрузки приложен к валу исполнительного механизма).

2. Составить уравнения для установившегося режима работы.

2.1. Отдельные уравнения для электрической и механической цепей двигателя.

2.2. Единое уравнения двигателя.

2.3. Составить структурную схему двигателя.

2.4. Привести механическую и регулировочную характеристики.

3. Составить уравнения для динамического режима работы с учетом инерционности только механической цепи двигателя.

3.1. Отдельные уравнения для электрической и механической цепей двигателя.

3.2. Единое уравнения двигателя.

3.3. Составить структурную схему двигателя в двух вариантах.

4. Составить уравнения для динамического режима работы с учетом инерционности механической и электрической цепи двигателя.

4.1. Отдельные уравнения для электрической и механической цепей двигателя.

4.2. Единое уравнения двигателя.

4.3. Составить структурную схему двигателя в двух вариантах.

4.4. Установить будет ли двигатель колебательным звеном.

4.4.1. При отсоединенном исполнительном механизме (момент инерции исполнительного механизма равен нулю).

4.4.2. При подключенном исполнительном механизме.

5. Выполнить моделирование динамических процессов для пунктов 3 и 4, при номинальном напряжении якоря и моменте нагрузки равном номинальному моменту двигателя (приведенном к валу двигателя).

5.1. Составить структурную схему решения.

5.2. Построить переходные характеристики для скорости и тока.

5.3. Сравнить построенные характеристики с расчетными данными (постоянные времени, установившиеся значения скорости и тока).

6. Указать на графиках динамических процессов установившиеся значения переменных, полученных в результате моделирования, и сравнить их с расчетными значениями.

II. Для двигателя постоянного тока независимого возбуждения с якорным управлением по схеме тиристорный преобразователь - двигатель.

1. Составить исходную расчетную схему электромеханической системы (момент нагрузки приложен к валу исполнительного механизма).

2. Составить расчетную схему электромеханической системы с приведенными параметрами (момент нагрузки приложен к валу исполнительного механизма).

3. Составить уравнения для динамического режима работы системы (в общем виде и с числовыми коэффициентами).

4. Выполнить моделирование динамических процессов при номинальном напряжении якоря и моменте нагрузки равном номинальному моменту двигателя (приведенном к валу двигателя).

4.1. Составить структурную схему решения.

4.2. Построить переходные характеристики для ЭДС тиристорного преобразователя, тока, скорости двигателя, деформации валопровода.

4.3. Указать на графиках динамических процессов установившиеся значения переменных, полученных в результате моделирования, и сравнить их с расчетными значениями.

5. Выполнить исследование электромеханической системы с использованием пакета Control sustem toolbox. Математическое описание системы выполнить в подклассе ss. Определить частоты колебаний и степень демпфирования (оператор damp), получить кривые переходных процессов (оператор step) для следующих вариантов:

5.1. В системе тиристорный преобразователь - двигатель (Т-Д), отсоединенной от исполнительного механизма.

5.2. В механизме, отсоединенном от электропривода.

5.3. В полной двухмассовой электромеханической системе.

5.4. Сравнить полученные значения частот.

6. Привести исходную структурную схему системы с передаточными функциями (с числовыми значениями параметров системы.)

III. Исследовать нелинейную двухмассовую разомкнутую систему.

Для двигателя постоянного тока независимого возбуждения с якорным управлением по схеме тиристорный преобразователь - двигатель, соединенного с исполнительным механизмом через редуктор и упругое звено, выполнить моделирование электромеханической системы с учетом:

" нелинейности характеристики тиристорного преобразователя

" кинематического зазора в зубчатой передаче редуктора

" диссипативных сил в упругом звене

1. Составить исходную расчетную схему электромеханической системы (момент нагрузки приложен к валу исполнительного механизма).

2. Составить исходную расчетную схему электромеханической системы с приведенными параметрами (момент нагрузки приложен к валу исполнительного механизма).

3. Составить уравнения для динамического режима работы системы (в общем виде и с числовыми коэффициентами).

4. Выполнить моделирование динамических процессов для пунктов при номинальном напряжении якоря и моменте нагрузки равном номинальному моменту двигателя (приведенном к валу двигателя).

4.1. Построить нелинейную характеристику тиристорного преобразователя.

4.2. Составить структурную схему решения с учетом нелинейностей.

4.3. Построить переходные характеристики для ЭДС тиристорного преобразователя, тока, скорости двигателя, деформации валопровода.

IV. Исследовать замкнутую одномассовую электромеханическую систему.

Для одномассовой электромеханической системы выполнить моделирование системы тиристорный преобразователь - двигатель, имеющей жесткую обратную связь по скорости двигателя. При моделировании использовать первый вариант структурной схемы.

1. В структурной схеме для установившегося режима использовать три значения коэффициента передачи обратной связи: 4,20,50. Рассчитать значения коэффициента статизма и величину задающего сигнала для этих вариантов.

2. Выполнить моделирование системы с учетом одной и двух инерционностей. Получить переходные характеристики для трех различных значений коэффициента передачи цепи обратной связи.

3. Используя критерий устойчивости Гурвица, вычислить величину критического значения глубины обратной связи.

V. Исследовать устойчивость замкнутой одномассовой системы с использованием операторов программы Control System Toolbox. Привести программу моделирования и карту полюсов передаточной функции системы.

В данном курсовом проекте проведено изучение электромеханической системы. Составлены математические модели работы системы от самых простых вариантов, до более сложных и наиболее соответствующих реально существующим электромеханическим системам.

Модели составлялись как для отдельных частей системы: для механизма, отсоединенного от электропривода, для системы тиристорный преобразователь - двигатель, отсоединенной от исполнительного механизма, так и для полной системы. Так же модели составлялись с учетом инерционностей как механической, так и электрической частей системы. Так же в моделях учитывались воздействие нелинейностей, вносимых нелинейностью характеристики тиристорного преобразователя, кинематического зазора в зубчатой передаче редуктора и диссипативных сил в упругом звене, и воздействие обратной связи.

Таким образом, с увеличением сложности модели системы, вызванное учетом все большего количества параметров, воздействующих на систему, удается получить математическую модель системы, наиболее соответствующей реально существующей электромеханической системе.

Примечаний нет.