Національний технічний університет україни «київський політехнічний інститут імені ігоря сікорського»


Вибір системи електроприводу й моделювання режимів роботи пристрою стеження за траєкторією руху Сонця



бет17/19
Дата17.05.2020
өлшемі5.31 Mb.
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19

3.6 Вибір системи електроприводу й моделювання режимів роботи пристрою стеження за траєкторією руху Сонця

З урахуванням вищевикладеного матеріалу, обираємо систему слідкуючого електроприводу на базі двигуна постійного струму МЕ215 зі збудженням від постійних магнітів. Цільове призначення цього двигуна – привод антени, тому він повністю підходить в якості приводного двигуна системи стеження.

Застосовуємо сучасну структуру системи керування з одним універсальним ПІД-регулятором на вході. В якості контрольованого технологічного параметру обираємо кут повороту трекера.

Функціональна схема слідкуючого електроприводу за системою транзисторний перетворювач-двигун ТрП-Д наведена на рис. 3.14.



На схемі позначені наступні елементи:

M - двигун постійного струму зі збудженням від постійних магнітів;

UZ - керований транзисторний перетворювач;

AP - регулятор положення;

U - виконавчий механізм переміщення;

E - вузол завдання траєкторії руху сонця.

Рисунок 3.14 – Функціональна схема слідкуючого електроприводу за системою ТрП-Д

Побудована відповідна одноконтурна структурна схема, котра зображена на рис. 3.15.



Блок E формує сигнал заданого кута руху сонця з . Регулятор положення AP для прийнятої структури згідно правилам підлеглого регулювання є пропорційно - диференцюючим ПД - регулятором з коефіцієнтом Кп пропорційної частини й коефіцієнтом Кд диференцюючої частини.

Рисунок 3.15 – Структурна схема слідкуючого електроприводу за системою ТрП-Д

Тиристорний перетворювач UZ представлений аперіодичною ланкою першого порядку з коефіцієнтом передачі Ктп та малою сталою часу Т. Передатна функція якірного кола двигуна також є аперіодичною ланкою першого порядку з урахування еквівалентного опору Re та еквівалентної сталої часу Те. Коефіцієнт См реалізує пропорційний зв'язок між струмом і та моментом М двигуна, а коефіцієнт Се враховує пропорційність між кутовою швидкістю та електрорушійною силою Е двигуна. Момент інерції J відповідає повному моменту інерції системи.

На базі розглянутої структурної схеми в пакеті MATLAB-Simulink синтезована структурна модель, котра показана на рис. 3.16.



Рисунок 3.16 – Структурна модель слідкуючого електроприводу за системою ТрП-Д

В моделі додатково введені два коефіцієнта: К1 – зв’язує кутове переміщення Dz, Do (град) з вхідним сигналом Ubx (В) в каналі керування, К2 – прив’язує кутову швидкість двигуна до кута повороту Doвала виконавчого механізму.

Блоки Display1, Display2 фіксують чисельні значення відповідно заданого кута Dz руху сонця та кута повороту Do сонячної батареї.

Віртуальний осцилограф Scope забезпечує візуалізацію перемінних за трьома каналами: кутової швидкості (1/с), заданого блоком ЕМс статичного навантаження Mc (Нм) та моменту M (Нм) двигуна, заданого кута Dz(град) руху сонця й фактичного кутового переміщення Do (град) сонячної батареї.

Для прив’язки руху сонця до переміщення сонячної батареї прийнята швидкість руху сонця 15 град/год, котра знайдена виходячи з того, що сонце обертається на 360 градусів за сутки, тобто маємо 360/24=15.

Для моделювання кутового переміщення сонця на 01.12.2018 враховані наступні показники:


  • схід сонця о 7.37;

  • сонячний захід о 15.59.

Приймаємо для сонячних батарей робочий діапазон за часом 10.00-14.00, оскільки на початку сходу сонця і наприкінці сонячного заходу сонячні батареї практично не працюють за рахунок малих кутів нахилу сонця до горизонту й незначної освітленості.

Цьому відрізку часу відповідає кутове переміщення сонця

(14 - 10)15 = 60 град

Таким чином, в якості вихідних даних отримаємо: кутове переміщення сонця 60 град за час 14400 с (відповідає прийнятому часу руху 4 години).

Всі потрібні вихідні дані й застосовані розрахункові формули надані у вигляді m-файлу системи MATLAB, котрий зображено на рис. 3.17.

Чисельні значення параметрів та перемінних структурної моделі подані у лістингу системи MATLAB, котрий наведений на рис. 3.18.



Рисунок 3.17 – m-файл до структурної моделі



Рисунок 3.18 – Лістинг чисельних значень параметрів та перемінних структурної моделі



Отримані в результаті моделювання діаграми контрольованих перемінних мають вигляд (рис. 3.19).

Рисунок 3.19 – Діаграми зміни контрольованих перемінних за часом

Із діаграм та лістингу розрахунків наочно видно адекватність моделі вихідним даним. Кутова швидкість дорівнює номінальній швидкості двигуна = n= 210 1/с (для номінальної частоти обертання Nn=2000 об/хв).

В режимі усталеного руху момент двигуна стає рівним номінальному статичному навантаженню М = Мс = Мn = 0,1429 Нм.

Кутові переміщення сонця і трекера відповідають завданню (60 град за 14400 с) і практично співпадають. Похибка відпрацювання траєкторій на основі показань блоків Displey становить всього: 100(60-59,98)/60 = 0,033 % .

Поведінку системи в момент запуску ілюструють розтягнуті за часом діаграми, наведені на рис. 3.20.



Рисунок 3.20 – Діаграми зміни контрольованих перемінних в період запуску

Діаграми показують, що швидкість плавно виходить на номінальний рівень, а пусковий момент має припустиме значення. Час запуску складає близько 30 с.


Каталог: jspui -> bitstream -> 123456789
123456789 -> Развитие фондового рынк
123456789 -> Всеукраинская партия духовности и патриотизма
123456789 -> Реферат: Статья посвящена анализу «философии практики»
123456789 -> Філософські проблеми ідеології: теоретико-методологічний аспект галина Сімченко
123456789 -> Особливості інвестиційного банкінгу в умовах кризи
123456789 -> Тортуга цитадель флибустьеров (1630 – 1692 гг.)
123456789 -> Методичні рекомендації щодо організації самостійної роботи студентів з вибіркової навчальної дисципліни циклу гуманітарної підготовки


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет