close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

лабор 1 Шешера

код для вставкиСкачать
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И.Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ)
Направление 140600 - "Электротехника, электромеханика и электротехнологии"
Кафедра РАПС Отчет
к лабораторной работе 1.1
по дисциплине
"Автоматические электроприводные системы машин и технологических комплексов"
Вариант №3
Тема: Исследование системы управления секциями бумагоделательной машины
Выполнили Шешера В,Чалов А, Поршаков Н.
Группа7403
ПреподавательНовиков В. А.
Санкт-Петербург
2012
Цель работы: расчет и исследование систем управления скоростью и соотношением скоростей секций бумагоделательной машины; изучение состава технических средств систем.
Описание системы.
Бумажное полотно формируется из бумажной массы в результате нескольких непрерывно протекающих технологических операций. Эти операции осуществляются в секциях машины, управление движением которых производится с помощью систем многодвигательных электроприводов. Системы оснащаются устройствами задания скорости и соотношения скоростей и имеют обратные связи по скоростям и по моментам секционных электродвигателей.
На схеме бумагоделательной машины (рис. 1) показаны секции машины, выполняющих технологические операции: удаления влаги с помощью вакуумных устройств и прессования, сушки бумаги, каландирования и намотки бумаги в рулон. Аналогичную схему имеет и картоноделательная машина. Рис. 1. Схема бумагоделательной машины
Функциональные схемы систем управления прессовыми секциями и остальными секциями машины показаны соответственно на рис. 2 и рис. 3.
Рис.2. Функциональная схема системы управления прессовыми секциями
Рис. 3. Функциональная схема управления остальными секциями бумагоделательной машины
В прессовых секциях наряду с управлением скоростью и соотношением скоростей секций выполняется управление выравниванием нагрузки электроприводов. С этой целью применяются разные варианты систем управления. Функциональные схемы трех вариантов таких систем, исследуемых в настоящей работе, показаны на рис. 4.
а
б
в
Рис. 4. Функциональные схемы
На рис. 5 показана алгоритмическая структурная схема системы управления, оснащенной регуляторами соотношения моментов нагрузки электроприводов.
Рис.5. Алгоритмическая структура схема системы управления
Функциональная схема системы управления скоростями и соотношением скоростей двух смежных секций показана на рис. 6. Механизмы секций машины представлены в виде одного ведущего вала, к которому приведены остальные валы секций. Взаимосвязь сепаратных систем управления секциями осуществляется по цепи нагрузки через общее обрабатываемое полотно бумаги и по цепи управления для задания общей скорости электроприводов и соотношения скоростей секций.
Рис. 6. Функциональная схема системы управления скоростями и соотношением скоростей двух смежных секций
Исходные данные
В таблице 1 представлены параметры секций и бумажного полотна, в таблице 2 приведены электроприводов и датчиков систем управления секциями бумагоделательной машины (данные приведены для варианта 1).
Таблица 1
10,
м/с20,
м/сL12,
мC12,
Н/мr1,
мr2,
мiр1,
--iр2,
--J1,
кг*м2J2,
кг*м2в12,
Н/Мс-12222,14,22,2·1040,820,644,45,4680540800 Таблица 2
Кп1,
---Кп2,
----Тп1*,
сТп2*,
сRэ1,
ОмRэ2,
ОмТэ1,
сТэ2,
сСд1,
Нм/АСд2,
Нм/АКдт1,
В/АКдт2,
В/АКдс1,
В/рад/с
Кдс2,
В/рад/с
Ксс2,
-----40401·10-31·10-30,430,470,0160,024,14,30,030,0320,140,171,03 При рассмотрении динамических процессов в натянутом межсекционном промежутке полотне делаются следующие допущения:
полотно однородно и имеет по всей длине одинаковую толщину и ширину;
масса материала не влияет на его деформацию;
деформация в полотне имеет упругий характер, причем равномерно распределяется по поперечному сечению;
волновые процессы, связанные с распределением деформации по длине, несущественны;
проскальзывание движущегося полотна относительно приводных валов отсутствуют.
Математическое описание работы приводов 1 и 2 (рис.5).
M_1-M_c1+Fr_1-J_1 w_1 p=0
v_1=w_1 r1; v_2=w_2 r_2
F=(c_2/p+b_2 )(v_2-v_1 (1+ε))
ε=1/L 1/(c_2+b_2 p) F
M_2-M_c2+Fr_2-J_2 w_2 p=0
Где M_1, M_2, M_c1, M_c2 - моменты электродвигателя и сопротивлений, приведенные к приводному валу;
J_1, J_2- моменты инерций;
r_1, r_2 - радиусы приводных валков;
F - натяжение;
 - относительное удлинение;
v_1, v_2 - линейные скорости полотна в начале и в конце участка;
c_2 - коэффициент жесткости полотна при растяжении;
b_2 - коэффициент внутреннего демпфирования гибкого полотна.
Были рассчитаны регуляторы.
Регулятор тока - ПИ регулятор, с передаточной функцией:
W_рт (p)=(β(τ_1 p+1))/(τ_1 p)
где τ_1=T_э
β=(T_э R_э)/(2T_п k_п k_дт )
Для контура тока 1:
W_рт1 (p)=(2,86(0.016p+1))/0.016p
Для контура тока 2:
W_рт2 (p)=(3,7(0.02p+1))/0.02p
Контур тока для простоты расчетов заменяется эквивалентным апериодическим звеном с передаточной функцией:
W_э (p)=(1⁄k_дт )/(τ_э p+1)
τ_э=2T_п
Далее рассчитываются регуляторы скорости. ПИ регулятор скорости имеет передаточную функцию:
W_рс (p)=(β(τ_2 p+1))/(τ_2 p)
где τ_2=4τ_э=8T_п
β=(k_дт J)/(2τ_э c_д k_дс i_р^2 )
Для контура скорости 1:
W_рс1 (p)=(458,9(0.008p+1))/0.008p
Для контура скорости 2:
W_рс2 (p)=(202.7(0.008p+1))/0.008p
Используя исходные данные и представленные функциональные схемы была построена схема в MATLAB Simulink, были вставлены полученные передаточные функции регуляторов. Полученная схема представлена на рис.7.
Рис. 7. Функциональная схема построенная в среде MATLAB Simulink
Были исследованы следующие воздействия.
Управляющие:
ступенчатые Uсс1(t)=0, при t<0 и Uсс1(t)=0,5В, при t0
Uсс2(t)=0, при t<0 и Uсс2(t)=0,5В, при t0
линейные U3,0(t)=U30+U/30t при t =0...,5с;
U/30=0,2; U30=0
Возмущающие:
ступенчатые Мс1(t)=0 при t<0; Мс1(t)=100Нм при t0
Мс2(t)=0 при t<0; Мс2(t)=100Нм при t0
волновые Мс1(t)= С0+С1sinIt+C/1cosIt+С2sin2t+ C/2cos2t, где С0=80Нм, С1=C/1=40Нм, I=12рад/с, С2=C/2=20Нм, 2=50рад/с,
Результаты исследований.
График мощностей, скорости, натяжения см. ниже.
Рис. 7. График мощности для 1 вала
Рис. 8. График мощности для 2 вала
Рис. 9. График скоростей.
Рис. 10. График натяжения для 1 вала.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
37
Размер файла
1 174 Кб
Теги
лабор, шешера
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа