Симметричный оптимум. Системы подчиненного управления. Объект регулирования с одним интегрирующим звеном и многими звеньями с малыми постоянными времени, страница 4

Рассмотрим процессы в контуре регулирования тока якоря, регулятор которого настроен без учета влияния ЭДС двигателя. Передаточная функция двигателя с учетом влияния ЭДС

, где - передаточная функция двигателя при заторможенном роторе (т.е. без учета влияния ЭДС). Коэффициент при  есть поправка, учитывающая влияние ЭДС.

Передаточная функция замкнутого контура тока с учетом влияния ЭДС   также отличается от  , соответствующей настройке по модульному оптимуму

.

В установившемся режиме при  S = 0 будем иметь

.

                               ,      т.е. .

В результате настройки контура без учета влияния ЭДС снижается установившееся значение тока (по сравнению с заданным), т.е. появляется статизм регулирования, и возрастает перерегулирование (хотя максимальное значение тока не превышает заданного).

Причиной появления статической ошибки регулирования является дифференцирующее действие объекта регулирования, компенсирующее астатизм регулятора.

Величина перерегулирования - не может быть выражена как функция  от  , так как она зависит еще и от отношения . Большим отношениям  при неизменном соответствуют большие значения , большим отношениями при неизменном соответствуют меньшие  значения .

Если  , то влиянием ЭДС можно пренебречь при любых значениях .

В результате снижения коэффициента  усиления токового контура снижается и быстродействие (внешнего) контура скорости (будет рассмотрено ниже). Простым повышением усиления регулятора скорости скомпенсировать влияние ЭДС нельзя, так как при этом возрастает перерегулирование скорости.

Если применить ПИ² – регулятор тока с передаточной функцией  можно полностью компенсировать действие сомножителя , т.е. устранить влияние ЭДС. Однако реализация такого регулятора затруднена.

Более доступным способом является компенсация ЭДС по частям, т.е. устранение повышенного перерегулирования соответствующей настройкой токового контура с ПИ – регулятором и компенсация статической ошибки регулирования тока повышением усиления регулятора скорости.

 Запас но напряжению преобразователя

Условием реализации оптимальной настройки контура тока является наличие соответствующего запаса напряжения  преобразователя, необходимого для форсирования процесса изменения тока.  ЭДС преобразователя должна составлять величину  где - запас по напряжению преобразователя.

 

где К_Ф- коэффициент форсировки.

Для контура тока величина К_Ф зависит от отношения  . Для определения К_Ф предлагаются формулы:

для настройки по модульному оптимуму              , для настройки по симметричному оптимуму       

Значения коэффициента форсировки                                                                           

	0.5	0.3	0.1
МО КФ       СО	1.24	1.6	3.6
	1.53	2.12	5.23

КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

Наиболее высокие требования к системе предъявляют электроприводы, работающие в режиме стабилизации скорости, либо в режиме программного её изменения. Такие приводы выполняются с обратной связью по скорости. При более простых требованиях целесообразно выполнять приводы с обратной связью по ЭДС. Регуляторы могут быть П или ПИ типов. В зависимости от типа регулятора системы регулирования скорости называют однократноинтегрирующими или двукратноинтегрирующими.

Однократноинтегрирующая система с обратной связью по скорости

Рис.15  Структурная схема однократноинтегрирующей системы регулирования скорости

 

Параметры и передаточные функции структурной схемы определяются следующими зависимостями:             

              ,  

,

,

Передаточная функция замкнутого контура скорости   

.

      Реакция контура на возмущающее воздействие