uvod.rev1 regulatori
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
1/19
Regulacija elektromotornih
pogona
Dr Milan Bebić, docent Dr Leposava Ristić, docent
www.pogoni.etf.bg.ac.rs
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
2/19
Obim predmeta
• Osnovne strukture regulisanih pogona;
• Osnovni principi sistema sa povratnim vezama;
• Regulatori;
• Kvalitet sistema sa povratnom vezom;
• Parametarska sinteza regulatora;
• Regulisani pogoni sa motorima jednosmerne
struje;• Regulisani pogoni sa asinhronim motorima.
2
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
3/19
Plan nastaveUvod
Osnovni pojmovi, upravljanje i regulacija. (2 časa predavanja + 1 čas računskih vežbi)
Regulisani pogoni kao sistemi sa povratnim
vezama
Osnovni delovi i njihova uloga u regulisanom
pogonu. Efekti primene regulisanih pogona.
(2 časa predavanja + 2 časa računskih vežbi)
Ocena kvaliteta regulisanog pogona
Stabilnost, statičke greške, parametri tranzijentnog
stanja.
(1 čas predavanja + 1 čas računskih vežbi)
Metode analize
Dinamički model, frekventni domen, prostor stanja.
(3 časa predavanja + 2 časa računskih vežbi)
Regulisani pogoni sa motorima jednosmerne
struje Osnovne strukture, principi, osobine, primena.
(3 časa predavanja + 1 čas računskih vežbi)
Regulacija pomoću napona indukta i preko
pobude
Više kvadrantni rad, pretvarači.
(4 časa predavanja + 1,5 časova računskih vežbi)
Analiza i sinteza
Dinamička blok-šema, njena transformacija,analiza pomoću računarske simulacije
ispitivanjem sistemske matrice, izbor strukture,
optimalna pojačanja i vremenske konstante,
adaptacija, opserveri.
(2 časa predavanja + 1 čas računskih vežbi
vežbi).
Regulisani pogoni sa asinhronim motorima
Osnovne strukture, principi, osobine, primena.
(4 časa predavanja + 2 časa računskih vežbi).
Naponski i strujni invertori u regulisanom
pogonu
Poređenje, primena
(3 časa predavanja + 3 časa računskih vežbi)
Skalarno i vektorsko upravljanje
Principi, poređenje, prednosti i mane. (1 čas predavanja + 1 čas računskih vežbi)
Upravljanje orijentaciјom fluksa
(2 časa predavanja + 2 časa računskih vežbi)
Direktna kontrola momenta (DTC)
(2 časa predavanja + 1 čas računskih vežbi)
Primeri realizovanih sistema
(1 čas predavanja + 4 časa računskih vežbi)
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
4/19
Literatura:
• Vladan Vučković: Električni pogoni,
Elektrotehnički fakultet, Beograd 1997.
• B. Jeftenić, V. Vasić, Đ. Oros: “REGULlSANI
ELEKTROMOTORNI POGONI rešeni problemisa elementima teorije”.
• Ostali udžbenici kao za Elektromotorne pogone.
• Ispit: isti princip kao za Elektromotorne pogone,
ili kroz semestralni rad!
4
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
5/19
O regulisanim elektromotornim
pogonima
• Regulisani elektromotorni pogon je sistem koji
obezbeđuje:
– rad sa željenom brzinom nezavisno od opterećenja, ili
– rad sa željenim momentom nezavisno od brzine, ili
– precizno pozicioniranje, ili
– održavanje neke procesne veličine na zadatoj vrednosti.
• RP se primenjuju u složenim tehnološkim procesima.
• RP omogućuju uštedu energije (u pogonima pumpi,ventilatora, kompresora).
• RP bi u perspektivi trebalo da zamene neregulisane
pogone u većem broju aplikacija, zbog niza prednosti.
5
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
6/19
6
Regulisani elektromotorni pogon -
sistem sa povratnom vezom
UPRAVLJANJE - Pogon u otvorenoj sprezi
(primer pogona jednosmerne struje)
Mua
Aktuator
Opterećenje
w
Kontroler(soft-start)
Zadavanje
željenebrzine
V c
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
7/19
7
REGULACIJA - Pogon u zatvorenoj sprezi
(primer pogona jednosmerne struje)
Mua
Aktuator
Optere-
ćenje
w
Zadavanje
željenebrzine
V c DPrilagođenje
reference
(soft-start)
Regu-
lator
Diskriminator
+-
Signal
greške
Regulisani elektromotorni pogon -
sistem sa povratnom vezom
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
8/19
Regulisani elektromotorni pogon -
sistem sa povratnom vezom
Elementi karakteristični za regulisane
elektromotorne pogone:
• Prilagođenje reference (u statičkom i
dinamičkom smislu) (soft start);
• Diskriminator (u sastavu regulatora);
• Regulator;
• Davač regulisane veličine (merenje
neelektričnih veličina, galvansko odvajanje);
• Povratna veza.8
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
9/19
9
Regulatori
Regulatoru y
Regulator obezbeđuje: • Statičke i dinamičke karakteristike RP;
• Odgovarajuću vrednost komandnog signala V c
Vrste regulatora po karakteristici prenosa:
P ; I ; D ; PI ; PD ; PID .
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
10/19
Karakteristike osnovnih regulatora
y(t )
t
K
y(t )
t
y(t )
y(t )
t
1
T i
t g
D
T
T
T g
P
I
D
"Realni"
D
TIP Dif. jednačina Funkcija
prenosaOdziv na "jedinični step" )(
)(
pu
p y
u K y
uT dt
dy
i
1
dt
du
T y D
dt
duT y
dt
dyT D g
K
iT p
1
DT p
g
D
T p
T p
1
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
11/19
Proporcionalno-Integralni tip regulatora
11
PI
I
P+
+
yu
Prenosna funkcija:
Dif. jed.:
n
n
i
i
i T p pT K
T p pT K
T p K p
u y
111)(
in T K T
dt
duT K udt
dyT ii
dt
duT K u K
dt
dyT nn
y(t )
t
K
T i
K+1
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
12/19
12
g
g
D
g
D
T p
T K
T
p K T p
T p K pu
y
1
1
1)(
PD
D
P+
+
yu
Prenosna funkcija:
Dif. jed.:
g D
d T
K
T T
dt
duT K u K
dt
dyT y d g
T d
g
d
T p
T p K p
u
y
1
1)( y(t )
t
g
D
T T
K
Proporcionalno-Diferencijalni tip regulatora
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
13/19
13
PID
D
P+
+
yu
Prenosna funkcija:
g
D
i T p
T p
T p K p
u
y
1
1)(
g d n T T T y(t )
t
K
I+
)1(
)1()1( 2
g i
i D g g i
T pT p
T T pT pT pT p K
)1(
)1)(1(
)1(
)()(1)(
2
g n
d n
g i
d g n g i
T pT p
T pT p K
pT T p
T T T pT KT p p
u
y
I
P
D
Proporcionalno-Integralno-Diferencijalni
tip regulatora
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
14/19
14
Ponašanje regulatora u sistemu sa
povratnom vezom
Reg F O F O
Objekat
1
OO
O
K F p T
u
y
+
_
D y
Posmatraćemo P, I, PI, PD regulatore za slučaj:
...
0
0
( ) ( )
( )
u t u h t
uu p
p
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
15/19
15
P ( )1 1
O Ow
O O O
K F K K F p
K F pT K K
0 p 1(0) 1
11
w
O
F
K K
Ima statičku grešku!
00 0
0( ) lim ( ) (0)
w w p
u y p F p F u u
p
U stacionarnom stanju
Ponašanje regulatora u sistemu sa
povratnom vezom
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
16/19
16
I
2( )
(1 )
O Ow
i O O i O i O
K K F p
p T p T K p T T p T K
0 p (0) 1w F
Nema statičku grešku!
U stacionarnom stanju
00 0
0( ) lim ( ) (0)
w w p
u y p F p F u u
p
Ponašanje regulatora u sistemu sa
povratnom vezom
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
17/19
17
PI
0
1( )
1
u O
u O
p T K F p K
p T p T
0 p
(0) 1O
wO
K K
F K K
Nema statičku grešku!
2 (1 )( ) (1 )O u
w
u O u O O
K K pT F p p T T p T K K K K
U stacionarnom stanju
Ponašanje regulatora u sistemu sa
povratnom vezom
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
18/19
18
PD0
1( )
1 1
d O
g O
p T K F p K
p T p T
0 p
1(0) 1
111
Ow
O
O
K K F
K K
K K
Ima statičku grešku!
2
(1 )( ) ( ) 1
O d w
O g g O O d O
K K p T F p
p T T p T T K K T K K
U stacionarnom stanju
Ponašanje regulatora u sistemu sa
povratnom vezom
-
8/18/2019 Uvod.rev1 Regulatori
19/19
19
U slučaju impulsnog poremećaja nema statičke greške
u svim posmatranim slučajevima!
0
0
( ) ( )
( )
u t u t
u p u
Ponašanje regulatora u sistemu sa
povratnom vezom