תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

31
תתת תתתת תתתת תתתתתת תתתת סססס: ססססססססס סססס סססס:ססססססס סססססססס

Upload: july

Post on 11-Jan-2016

92 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

תכן חוגי בקרה למערכת סרוו. מציג: קוניאבסקי אלכס מנחה:זסלבסקי וולדיסלב. מטרת הפרויקט. תכן אלגוריתמי בקרת זווית עבור מערכת סרוו הכוללת: מנוע DC תמסורת מכנית אמצעי משוב מערכת אשר מועמסת ע"י עומס קפיצי. תוכן העבודה. התכן מתבסס על שתי קונפיגורציות עיקריות בקרת מתח-מתח בקרת מתח-זרם - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

מציג: קוניאבסקי אלכס

מנחה:זסלבסקי וולדיסלב

Page 2: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

מטרת הפרויקט

תכן אלגוריתמי בקרת זווית עבור מערכת

סרוו הכוללת:

DC מנוע •

תמסורת מכנית•

אמצעי משוב•

מערכת אשר מועמסת ע"י עומס קפיצי•

Page 3: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

תוכן העבודה

התכן מתבסס על שתי קונפיגורציות עיקריות

בקרת מתח-מתח•בקרת מתח-זרם•

הרחבת תכן לקונפיגורצית מתח-זרם:מערכת לא ליניארית• מימוש סיפרתי•

Page 4: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

Motor

Load

Gear

Page 5: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

מודל המערכת

Page 6: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

מודל המערכת )המשך(פרמטרים:

0.9 EfficiencyGear

125 N RatioGear

m/rad][N 11.45 K Stiffness Spring

]sec/%[15105 K Constant BEMF

m/A][N 15% 105 K Constant Torque

][ 50%) ; (-12% 11 R Resistance Armature

[H] 30% 103 L Induction Armature

]m[Kg 10 J Armature InertiaRotor

s

2- e

2-t

3-

2-6

radV

Page 7: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

מודל המערכת )המשך(

קטבים:

P1קוטב מכני של המנוע - P2קוטב מכני של הקפיץ - P3 קוטב חשמלי של המנוע -

RKsLKNKKsRJNsLJN

NK

V sset

t

in

l

)( 22232

53443

152

5.51

P

P

P

Page 8: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

דרישות

%3sse , %97in

out

שגיאת מצב מתמיד

Hzf 3025 ,

Hzr fw 2sec/ רוחב סרט

10 עד % O . S 00 5545.. MP עודף יציבות בפאזה

dBMG 1512.. עודף יציבות בהגבר

2 4 V ממקור מתח

25 ° סימליתפקודה מק

Page 9: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

חוג "מתח-מתח"

שיטה זו מאופיינת ע"י כך שיציאת

הבקר היא פקודת מתח למנוע

Page 10: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

בקר פרופורציונלי עם פרפילטר

22

2

2)(

nn

n

wws

wsH

160nw8.0

1200pK הגבר הבקר

פרפילטר

כאשר

H(s)

מספק עמידה בדרישת מצב מתמיד

מספק דינמיקה נדרשת

Page 11: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

Step Response של מערכת עם פרמטרים הנומינליים

Page 12: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

Step Response עבור R=1.5Rnom

Page 13: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

PID תכן בקר

/0הורדת סדר המערכת ע"י RLe

חוג פתוח:

Page 14: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

(המשך ) PIDתכן בקר

בחירת קבועי הבקר לצורך צמצום קטבים של המערכת •פונקצית תמסורת :•

)()( 2sKsKKs

KsG dpi

pidpid

si RKK NK

KK

t

cpid 22JNRK d 2NKKK etp

set

t

RKsNKKsJNR

NKsT

2222)(

מקדמי הבקר:•

Page 15: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

Step Response עם בקר PID R=1.5Rnomעבור

Page 16: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

חוג "מתח-זרם"

עיקרון השיטה הוא בכך שיציאת בקר היא •פקודת זרם

החוג נסגר ע"י מדידת זרם המנוע•

רוחב סרט גבוהה •

Rמונע במידה ניקרת את השפעת שינוי •

Page 17: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

חוג זרם

( :PI בקר •1

()(s

KKKsT ipcur

RK i LK p

6000curK

• BW = 600 Hz

Page 18: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

חוג מהירות

•BW = 200 Hz

: PIבקר •

1

1

)(2

sK

Ks

K

J

sK

K

s

i

p

i

i

p

Page 19: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

חוג מהירות

JwKJwK pi 2 ;2

8.1iK 024.0pK

מקדמי הבקר:

Page 20: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

חוג מצב

• BW = 25 Hz בעל הגבר:P בקר •

tstat K

NwK

Page 21: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

חוג מצבStep Response:עבור חוג מצב

Page 22: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

רווית מתח ובקרה לא ליניארית

24Vבמערכת מתח הספקה •חייבים להוסיף מגבלים במודל כדי •

להתאים אותה למערכת פיסיקליתבלי שינויים בבקר מערכת יוצאת •

מיציבות

מתח כניסה מערכת ליניארית:למנוע )אות הבקרה( עבור פקודה °

5

מגבל מתח• מגבל זרם•• Antiwindup

:אלמנטים לא ליניאריים

Page 23: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

רווית מתח ובקרה לא ליניארית

לא ליניארי PIחוג זרם עם בקר •

לא ליניארייםPIחוג מהירות עם בקר •

Page 24: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

רווית מתח ובקרה לא ליניאריתמקסימלית עם ובלי עומס סימולציות עבור פקודה•

Step Response

Page 25: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

רווית מתח ובקרה לא ליניאריתמקסימלית עם סימולציות עבור פקודה•

ובלי עומס )המשך(מתח כניסה

Page 26: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

רווית מתח ובקרה לא ליניאריתסימולציות של התנהגות זרם עבור פקודות •

עם ובלי עומס °25ו- °5

Page 27: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

מימוש ספרתי של אלגוריתם בקרה

דיסקרטיזציה חוג זרם

:Zero Order Hold של Padeקירוב •Ts

TsGh /2

/2)(

פיגור הפזה :•2

wT

שיקולים לקביעת קצב הדגמה:

משפט הדגימה של נייקוויסט•

קטבים של המערכת:•-71. -179; 1149i; - -463

1149i; + -463 ;3921 ;6068

654

321

PPP

PPP

סימולציות•

Page 28: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

מימוש ספרתי של אלגוריתם דיסקרטיזציה של חוג מתח-זרם )המשך(בקרה

:Zהתמרה T

zs

11

Page 29: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

מימוש ספרתי של אלגוריתם בקרה

דיסקרטיזציה של החוגים הפנימייםחוג זרם

חוג מהירות

Page 30: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

מימוש ספרתי של אלגוריתם בקרה

קביעת קצב הדגמה )המשך(50סימולציות של פקודה

Page 31: תכן חוגי בקרה למערכת סרוו

מסקנות

נעשה תכן בקרה למערכת סרוו•

ניבחנו שיטות שונות של בקרה ליניארית•

התכן הורחב על ידי אלמנטים לא ליניאריים•

נעשה תכן של בקר סיפרתי•