Автоматическая система управления процессом передвижения пассажирского лифта (стр. 6 из 7)
.Графически преобразование Парка-Горева иллюстрируется на рис.
Рис. График преобразований Парка-Горева для связи между вращающейся и стационарной системой координат
Координатный преобразователь Парка-Горева сориентирован совместно с системой координат разработанной имитационной модели АД. Благодаря этому на входы модели по напряжению
и 
поступают компоненты пространственного вектора напряжения, представленного во вращающейся системе координат.3.2 Структура и параметрический синтез регуляторов системы управления ТП
Синтез регуляторов производился из стандартной методики настройки контуров на модульный или симметричный оптимум. Далее приведём лишь передаточные функции регуляторов и краткое описание контуров.
Контур тока.
Настройка контура тока проводилась на модульный оптимум с помощью ПИ-регулятора.
Передаточная функция ПИ-регулятора тока
.Коэффициент усиления регулятора тока:
,где
коэффициент ОС по току.
- коэффициент оптимизации.Постоянная времени регулятора тока:
Настройка контура близка к настройке на модульный оптимум (МО) системы 2-го порядка. Контур является астатической системой 1-го порядка по управлению.
Контур потокосцепления.
При оптимизации контура потокосцепления внутренний оптимизированный замкнутый контур тока представлен усеченной передаточной функцией 1-го порядка.
Передаточная функция ПИ-регулятора потокосцепления
Коэффициент усиления и постоянная времени регулятора потокосцепления определяются по выражениям
где
- коэффициент оптимизации.Настройка контура близка к настройке на модульный оптимум системы второго порядка. Контур является астатической системой регулирования первого порядка по управлению и обеспечивает нулевую установившуюся ошибку
.Контур скорости.
При оптимизации контура скорости внутренний оптимизированный замкнутый контур тока представлен усеченной передаточной функцией 1-го порядка.
Передаточная функция ПИ-регулятора:
Коэффициент усиления и постоянная времени регулятора скорости определяются по выражениям:
Оптимизированный контур при отработке ступенчатых управляющих воздействий обеспечивает высокое быстродействие при перерегулировании в общем случае более 43%. Настройка контура без фильтров на входе близка к настройке на СО.
Для ограничения перерегулирования на уровне около 8,1 % на входе контура скорости включены два одинаковых фильтра.
Нелинейная система.
Дальнейшее моделирование проводилось с учётом основных нелинейностей – насыщение регуляторов, ограниченное напряжение преобразователя.
К нелинейной системе для регулирования скорости предъявляются следующие требования:
Постоянная скорость вращения равная
, что соответствует линейному движению кабины со скоростью 
.Ограничение ускарения. Ускорение должно быть
.Чтобы выполнить выдвинутые требования необходим задатчик интенсивности, с помощью которого установим время разгона до рабочей скорости.
Рисунок 0.6 - Имитационная модель S-образного задатчика интенсивности в среде Simulink
Пусть время разгона будет 2,4 с.
Рисунок 8 - – Переходная характеристика S-образного задатчика интенсивности.
Имитационная модель РЭП в среде Simulink представлена на рисунке 9. Переходные характеристики полученные при моделировании представлены на рисунке 10.
Рисунок 10 – Переходные характиристики нелинейной системы РЭП
, 
, 
Ускорение ограничено на уровне
, что соответствует линейному ускорению 
.В САУ СЭП при использовании пропорционального регулятора в позиционных режимах наблюдается перерегулирование, что критично для управления позиционирования кабины лифта. С целью оптимизации переходных процессов применяют регулятор положения с нелинейной характеристикой. В простейшей схеме второго порядка с ограничением момента (тока) двигателя это парабола.
Параболический регулятор.
Характеристику регулятора положения задаем в виде кусочно-линейной функции имеющей параболический вид:
где
Определим точки линейного участка характеристики
регулятора положения из выражения: 
,где
- коэффициент усиления регулятора положения. 
,где n = 4, находим точку пересечения, где линейная характеристика регулятора переходит в плавное возрастание
Таблица 3 - Характеристика
| -10 | -8 | 6 | -4 | -2 | -0,855 | 0,855 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| -1566,4 | -1002,5 | -563,9 | -250,6 | -62,7 | -11,5 | 11,5 | 62,7 | 250,6 | 563,9 | 1002,5 | 1566,4 |
Рассмотрим отработку задания на передвижение на расстояние пятого этажа в одномассовой механической системе. С учётом расстояния между этажами равным 3 метра, задание составит 15000. Полученные переходные характеристики представлены на рисунке 11.
Рисунок 11 - Переходные характиристики нелинейной системы СЭП
, 
, 
, 
Затягивание скорости торможения вызвано работой параболического регулятора а также коррекцией интегрального насыщения в используемых нелинейных регуляторах. Переходный процесс по положению проходит без перерегулирования и статическая ошибка равна нулю.
Для моделирования алгоритмов управления воспользуемся расширением MATLAB Simulink Stateflow. Данный пакет представляет собой графическую среду проектирования и моделирования схем с логическими переходами.
Рисунок 12 – Диалоговое окно приложения Statflow и модель алгоритма управления
Представленная модель работы системы позволяет управлять движением вниз(running_back), вверх(running_forward). При достижении заданного уровня отдавать сигнал открытия дверей(op). При начале движения производят закрытие дверей (cl).
Рисунок 13 – Графическое представление работы системы управления