Курсовая работа: Исследование работы системы автоматического управления двигателем постоянного тока с независимым
Ki = 1.3100;
Рисунок 6 – Реакция оптимизированной системы управления на единичный ступенчатый сигнал
4.3 Проверка работы системы управления на структурной схеме с оптимизированными параметрами регулятора
На рисунке 7 представлена полная структурная схема системы управления двигателем постоянного тока независимого возбуждения.
Рисунок 7 – Структурная схема системы управления двигателем постоянного тока независимого возбуждения.
Данная схема содержит:
1) Пропорционально–интегральный регулятор (ПИ-регулятор), отображаемый параллельно соединенными пропорциональным звеном с коэффициентом пропорциональности kp = 0.1213 и интегрирующим звеном с коэффициентом ki = 1.31.
2) Нелинейный блок ограничения Saturation.
3) Широтно–импульсный регулятор (PWR).
4) Двигатель постоянного тока, включающий в себя блоки W, kf, Jsum и контур обратной связи с блоком kf1.
5) Контур обратной связи и звено сравнения Sum.
6) Блок элементов, реализующий изменение скорости вращения двигателя постоянного тока, который является входным сигналом системы, по следующему закону 
.
7) Источник момента нагрузки Mn задается константой, так как не должен меняться во время работы схемы.
Работа модели системы управления по структурной схеме представлена на рисунках 8 – 10:
Рисунок 8 – Временная зависимость заданной и текущей скорости вращения w(t).
Рисунок 9 – Временная зависимость Ia(t).
Рисунок 10 – Временная зависимость Мдв(t)
После исследования схемы по полученным графикам, можно сказать, что система автоматического управления соответствует всем заданным требованиям: максимальное перерегулирование менее 5%, время переходного процесса составляет 2,8 секунды, что не превышает заданных 3 секунд. Моделирование данной системы автоматического управления при помощи её структурной схемы дает нам представление лишь об идеальной работе нашей автоматизированной системы без каких-либо погрешностей, которые могут проявляться при ее реальной работе. Поэтому для более полного представления о работе нашей системы соберем модель её электрической схемы.
4.4 Подготовка электрической схемы системы управления и проверка ее работы
В соответствии со структурной схемой системы управления (рисунок 1) сигнал с выхода регулятора должен поступать на ШИП, который включает в себя: источник постоянного напряжения, силовой полупроводниковый ключ (Mosfet транзистор), обратный диод и схему управления силовым ключом. Для управления силовым транзистором необходимо получить последовательность импульсов регулируемой длительности. Для этого сигнал управления, сформированный регулятором, должен сравниваться с сигналом генератора пилообразного напряжения.
Силовое напряжение, сформированное ШИП, должно поступать на якорную обмотку двигателя постоянного тока независимого возбуждения.
Так как по заданию необходимо обеспечить изменение скорости вращения двигателя постоянного тока по следующему закону 
, то в схему необходимо добавить блоки, которые будут рассчитывать данную функцию.
Виртуальная лабораторная установка электрической схемы системы управления показана на рисунке 11:
Рисунок 11 – Электрическая схема системы управления двигателем постоянного тока независимого возбуждения