Автоматическое управление техническими системами. Система «Управляемый преобразователь – машина постоянного тока» как объект управления. Автоматическое регулирование координат электропривода. Частотно токовое управление АД, страница 30

Синтез системы подчиненного регулирования (СПР) для ЭП предпочтителен при выборе контура регулирования тока якоря с ШИМ и ПИ – регулятором тока. Контур тока заменяем апериодическим звеном:

                                                                                                        (6.60)

где                                                                          (6.61)

при выборе передаточной функции регулятора тока в виде:

                                                                                               (6.62)

 Передаточная функция разомкнутой САУ без регулятора в этом случае:

                                                                                                      (6.63)

С учетом требований к астатизму по возмущающему воздействию выберем настройку на симметричный оптимум:

                                                                       (6.64)

Тогда передаточная функция регулятора скорости:

                                                                        (6.56)

Для уменьшения перерегулирования по скорости на вход системы включаем фильтр:

                                                                                    (6.57)

Переходные процессы будут соответствовать стандартным при выполнении следующих условий:

1. Контур тока не должен «чувствовать» дискретности ШИП:

                                                                   

2. Представление контура тока апериодическим звеном верно только при разносе частот пропускания контуров тока и скорости .

7. Системы управления положением

рабочих органов механизмов

7.1. Принцип построения СУП. Режимы позиционирования и слежения.

Системы управления положением (СУП) находят применение в самых различных областях науки, техники, во всех отраслях промышленности. Это и системы наведения антенн, стабилизации платформ, системы управления положением управляемых колес в автомобиле и т.п.

В большинстве случаев СУП строятся по принципам подчиненного управления. При этом внутренние контура тока и скорости выполняются так, как было рассмотрено ранее, и к ним добавляются аналоговый или цифровой контур регулирования положения. В первом случае измерительными элементами могут являться потенциометрические датчики положения, синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, сельсины, индуктосины, и.т.д.

В цифровом контуре используют дискретные датчики обратной связи (например, фото-импульсные).

Режимы работы СУП, при котором задачей системы является перемещение рабочего органа из одного фиксированного положения в другое вне зависимости от траектории, называют позиционированием. Позиционные системы распространены достаточно широко. Это могут быть сверлильные станки, положение рулевого колеса автомобиля и т.п.

СУП обеспечивающие перемещение рабочего органа в соответствие с  изменяющимся по произвольному закону управляющим воздействием называются  следящими. При следящем управлении ошибка во всех режимах в условиях действия любых возмущений не должна превышать допустимого значения, ни один из регуляторов не должен выходить на ограничение.

Точность следящей системы по управляющему воздействию оценивают по точности воспроизведения входного сигнала, меняющегося с постоянной скоростью или по гармоническому закону.

7.2. Датчики положения

Потенциометрические измерители углового положения схематично представляют собой два потенциометра; движок одного связан с командным валом, другого - с исполнительным валом. Наиболее целесообразно их  использование там, где поворот вала исполнительного органа составляет менее 360° (например, тот же Электромеханический Усилитель Руля), хотя есть и многооборотные потенциометрические датчики. По точности потенциометры ИР (измерители рассогласования) делятся на три класса. Для наиболее точных потенциометров класса 1 допускаются отклонения по сопротивлению на 5% и по линейности на 0,25 град. Схемы с сельсинным ИР приведена на рис. 7.1.

Рис. 7.1