Transcript Regulacija pogona Uvod - Laboratorija za elektromotorne pogone

Regulacija elektromotornih
pogona
Prof. Dr Borislav Jeftenić
www.pogoni.etf.rs
[email protected]
RP uvod 18 slajdova
1
Obim predmeta
•
•
•
•
•
•
•
Osnovne strukture regulisanih pogona;
Osnovni principi sistema sa povratnim vezama;
Regulatori;
Kvalitet sistema sa povratnom vezom;
Parametarska sinteza regulatora;
Regulisani pogoni jednosmerne struje;
Regulisani pogoni sa asinhronim motorima.
RP uvod 18 slajdova
2
Literatura:
• Vladan Vučković: Električni pogoni, Elektrotehnički
fakultet, Beograd 1997.
• B.Jeftenić, V.Vasić, Đ.Oros ”REGULlSANI
ELEKTROMOTORNI POGONI rešeni problemi sa
elementima teorije.
• OSTALI UDŽBENICI KAO ZA Elektromotorne pogone.
Ispit, isti princip kao kod pogona, ili kroz
semestralni rad!
RP uvod 18 slajdova
3
O regulisanim pogonima
• RP je elektromotorni pogon koji obezbeđuje rad sa
željenom brzinom nezavisno od opterećenja, ili precizno
pozicioniranje, ili održavanje neke procesne veličine na
zadatoj vrednosti.
• RP se primenjuje u složenim tehnološkim procesima.
• RP omogućava uštedu energije (pumpe, ventilatori,
kompresori).
• RP u perspektivi treba da zameni neregulisane pogone u
većem broju aplikacija, zbog niza prednosti.
RP uvod 18 slajdova
4
RP - sistem sa povratnom vezom
UPRAVLJANJE - Pogon u otvorenoj sprezi
(primer pogona jednosmerne struje)
Zadavanje
željene
brzine
Kontroler
w
Vc
ua
(soft-start)
M
Opterećenje
Aktuator
RP uvod 18 slajdova
5
RP - sistem sa povratnom vezom
REGULACIJA - Pogon u zatvorenoj sprezi
(primer pogona jednosmerne struje)
Zadavanje
željene
brzine
Signal
Diskriminator greške
Prilagođenje
reference
(soft-start)
w
+
-
Regu- Vc
lator
ua D
M
Opterećenje
Aktuator
RP uvod 18 slajdova
6
RP - sistem sa povratnom vezom
Elementi karakteristični za RP:
•
Prilagođenje reference (statički i dinamički) (soft start);
•
Diskriminator (u sastavu regulatora);
•
Regulator;
•
Davač regulisane veličine (merenje neelektričnih veličina, galvansko odvajanje;
•
Povratna veza.
RP uvod 18 slajdova
7
Regulatori
u
y
Regulator
Mora da obezbedi:
• Statičke i dinamičke karakteristike RP;
• Odgovarajuću vrednost komandnog signala Vc
Vrste regulatora po karakteristici prenosa:
P ; I ; D ; PI ;
PD ;
PID .
RP uvod 18 slajdova
8
Regulatori
Karakteristike osnovnih regulatora:
TIP
Dif. jednačina
Funkcija y ( p )
prenosa u ( p )
Odziv na "jedinični step"
y(t)
P
y  K u
K
K
t
y(t)
I
D
dy 1
 u
dt Ti
y  TD 
du
dt
1
p  Ti
1
Ti
t
y(t)
p  TD
t
dy
du
"Realni"
Tg   y  TD 
D
dt
dt
p  TD
1  p  Tg
RP uvod 18 slajdova
TD
Tg
y(t)
Tg
t9
Regulatori
PI
P
u
I
Prenosna funkcija:
+
y
+
1  K  Ti  p
1  Tn  p
y
1
( p)  K 

K
u
p  Ti
p  Ti
p  Tn
Tn  K  Ti
Dif. jed.:
dy
du
 u  K  Ti 
dt
dt
dy
du
Tn
 K  u  K  Tn 
dt
dt
Ti
RP uvod 18 slajdova
y(t)
K+1
K
Ti
t
10
Regulatori
PD
P
u
D
Prenosna funkcija:
TD
Td 
 Tg
K
Dif. jed.:
y  Tg
+
y
Td
+
TD

1  p    Tg 
y
p  TD
K

( p)  K 
K
u
1  p  Tg
1  p  Tg
1  p  Td
y
( p)  K
u
1  p  Tg
dy
du
 K  u  K  Td 
dt
dt
RP uvod 18 slajdova
y(t)
TD
Tg
K
t
11
Regulatori
PID
Prenosna funkcija:
P
u
I
+
+
D
y
( p) 
u
y
+

y
1
p  TD
( p)  K 


u
p  Ti 1  p  Tg
K  p  Ti (1  p  Tg )  (1  p  Tg )  p 2  TDTi
p  Ti (1  p  Tg )
1  p  ( KTi  Tg )  p 2  Tn (Tg  Td )
p  Ti (1  pTg )
(1  p  Tn )(1  p  Td )
K
p  Tn (1  p  Tg )
y(t)
Tn  Td  Tg
I
K
P
D
RP uvod 18 slajdova
t
12
Regulatori
Ponašanje regulatora u sistemu sa povratnom vezom
KO
1  p  TO
D
u +
Reg
_
...
FO
y
y
FO
Objekat
Posmatraćemo P, I, PI, PD regulatore za slučaj:
u (t )  u0  h(t )
u0
u ( p) 
p
RP uvod 18 slajdova
13
Regulatori
Ponašanje regulatora u sistemu sa povratnom vezom
P
Fw ( p) 
K  FO
KK O

1  K  FO pTO  1  KK O
U stacionarnom stanju
p0
Fw (0) 
1
1
1
KK O
1
Ima statičku grešku!

u0 
y ()  lim p  Fw ( p)    Fw (0)  u0  u0
p 0 
p
RP uvod 18 slajdova
14
Regulatori
Ponašanje regulatora u sistemu sa povratnom vezom
I
KO
KO
Fw ( p) 
 2
p  Ti (1  pTO )  KO p  TiTO  p  Ti  KO
U stacionarnom stanju
p0
Fw (0)  1
Nema statičku grešku!

u0 
y ()  lim p  Fw ( p)    Fw (0)  u0  u0
p 0 
p
RP uvod 18 slajdova
15
Regulatori
Ponašanje regulatora u sistemu sa povratnom vezom
PI
1  p  Tu KO
F0 ( p)  K
p  Tu 1  pTO
K  KO (1  pTu )
Fw ( p)  2
p  TuTO  p  Tu (1  KK O )  KK O
U stacionarnom stanju
p0
KK O
Fw (0) 
1
KK O
Nema statičku grešku!
RP uvod 18 slajdova
16
Regulatori
Ponašanje regulatora u sistemu sa povratnom vezom
PD
1  p  Td K O
F0 ( p)  K
1  p  Tg 1  pTO
Fw ( p) 
K  K O (1  pTd )
p 2  TOTg  p  (Tg  TO  KK OTd )  KK O  1
U stacionarnom stanju
p0
KK O
1
Fw (0) 

1
KK O  1 1  1
KK O
Ima statičku grešku!
RP uvod 18 slajdova
17
Regulatori
Ponašanje regulatora u sistemu sa povratnom vezom
U slučaju impulsnog poremećaja nema statičke greške
u svim posmatranim slučajevima!
u (t )  u0   (t )
u ( p )  u0
RP uvod 18 slajdova
18