Расчет системы управления автоматизированным электроприводом. Синтез системы подчиненного регулирования, страница 3

4.6 Синтез системы подчиненного регулирования

При синтезе САУ следует использовать общепринятое упрощение, заключающееся в пренебрежении влиянием внутренней обратной связи по противоЭДС двигателя.

В этом случае структурная схема заданной части будет представлять собой последовательное соединение типовых звеньев и датчики обратных связей. Количество контуров регулирования следует выбрать равным количеству обратных связей. При синтезе регуляторов соответствующих координат электропривода (напряжения, приложенного к якорю двигателя; тока якоря; угловой скорости вращения)  использовать стандартную процедуру синтеза регуляторов системы подчиненного регулирования. Синтез САУ завершается оценкой необходимости компенсации влияния существующей в модели двигателя обратной связи по противоЭДС на переходные и установившиеся режимы работы системы. Очевидно, что влияние рассматриваемой обратной связи усиливается при снижении механической инерционности электродвигателя, оцениваемой величиной электромеханической постоянной времени , где J – момент инерции якоря двигателя (при синтезе САУ для определенности предполагается, что момент инерции рабочего механизма можно не учитывать), и ослабляется при увеличении . Можно принять, что влияние обратной связи по противоЭДС на переходные процессы искажает стандартную настройку контуров не очень существенно, если  В этом случае предварительный синтез САУ следует считать завершенным. В противном случае () следует ввести положительную обратную связь по ЭДС двигателя на вход регулятора внутреннего контура (рис. 5). Обеспечивается полная компенсация, если выполняются условия

где

Найденные таким образом передаточные функции  следует упростить исходя из условий реализуемости.

Для систем с астатизмом второго порядка перерегулирование (см. п.4.7) может превысить заданное значение. В этом случае для снижения перерегулирования на вход САУ можно включить фильтр первого порядка. Постоянную времени фильтра при этом следует определить исходя из компромисса между временем регулирования и перерегулированием.

4.7 Анализ системы подчиненного регулирования

В соответствии с общепринятым подходом при анализе упрощение синтезированной САУ не допускается, т.е. учитываются и внутренняя обратная связь по противоЭДС двигателя, и канал компенсации этого влияния. Анализ включает:

-  определение запасов устойчивости;

-  построение графиков  изменения во времени угловой скорости вращения и тока якоря двигателя при подаче на вход САУ единичного ступенчатого воздействия;

-  по кривой w(t) (переходной функции САУ) определить перерегулирование и время регулирования;

-  результаты расчета представить в виде динамической электромеханической характеристики w(i);

-  построение графиков w(t), i(t), представляющих собой реакцию САУ на ступенчатое приложение нагрузки , и соответствующей электромеханической характеристики w(i);

-  построение графиков w(t), i(t) и характеристики w(i) при подаче на вход САУ помехи;

-  определение установившейся ошибки.

При определении запасов устойчивости следует использовать метод логарифмических характеристик. Найденные значения запасов устойчивости считать удовлетворительными даже в том случае, когда они менее требуемых.

Перерегулирование  и время регулирования  определяемые по переходной функции (графику w(t)), определяемой как реакция САУ на единичный ступенчатый сигнал, подаваемый на вход. Найденные значения  и  должны быть не более заданных.