Uvod.rev1 Regulatori

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

[email protected]


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


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.


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


Skalarno i vektorsko upravljanje

Principi, poređenje, prednosti i mane. (1 čas predavanja + 1 čas računskih vežbi)

Upravljanje orijentaciјom fluksa


Direktna kontrola momenta (DTC)

(2 časa predavanja + 1 čas računskih vežbi)

Primeri realizovanih sistema

(1 čas predavanja + 4 časa računskih vežbi)


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


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


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


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




8/19



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


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 .


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


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


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


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


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


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


povratnom vezom


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!


00 0

0( ) lim ( ) (0)

w w p

u y p F p F u u

p


povratnom vezom


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



povratnom vezom


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



povratnom vezom


19/19

19

U slučaju impulsnog poremećaja nema statičke greške

u svim posmatranim slučajevima!

0

0

( ) ( )

( )

u t u t

u p u


povratnom vezom

Documents

Uvod.rev1 Regulatori