Освоение инженерных методов расчета цифровых и цифроаналоговых систем следящих электроприводов, страница 5

Передаточная функция транзисторного силового преобразователя для четных вариантов представляет собой безынерционное звено с коэффициентом передачи . В нечетных вариантах силовой преобразователь принимается апериодическим звеном

.

Коэффициент передачи для четных вариантов рассчитывается по формуле

 [В/дискр].

Для нечетных вариантов

.

3.  Расчет регуляторов аналогового прототипа

позиционно-следящего электропривода

3.1.  Расчет регуляторов следящей СПР

(нечетные варианты)

Структурная схема следящей СПР приведена на рис. 3.

Контур тока в данной системе настроен на технический оптимум. Передаточная функция пропорционально-интегрального регулятора тока [3]

,                                                       

где  – коэффициент передачи обратной связи по току.

Коэффициент  рассчитывается по формуле

 [В/А].

Контур скорости настроен на симметричный оптимум. Передаточная функция  пропорционально-интегрального регулятора скорости

.,                                                         

где величина коэффициента передачи обратной связи по скорости берется равной

 [Вс/рад].

Передаточная функция апериодического фильтра на входе контура скорости

.                                             

Контур положения настраивается на технический оптимум. Передаточная функция регулятора положения, обеспечивающего технический оптимум в контуре, представляет собой безинерционное звено (пропорциональный регулятор)

, где коэффициент передачи цифро-аналогового преобразователя рассчитывается по формуле:

 [В/дискрета], коэффициент передачи датчика положения для всех вариантов принимается равным .

3.2.  Расчет регуляторов структурно-минимального

электропривода (четные варианты)

Структурная схема структурно-минимального электропривода приведена на рис. 4.

В следящем структурно-минимальном электроприводе используется только один датчик обратной связи – датчик положения с коэффициентом передачи  [4]. Транзисторный силовой преобразователь представлен на структурной схеме безынерционным звеном с коэффициентом передачи .

Первый регулятор R₁(p) представляет собой пропорционально-дифференциальное (форсирующее) звено с передаточной функцией

,                                                               (

где k_ПД – коэффициент передачи, а T_ПД – постоянная времени пропорционально-дифференциального регулятора.

Он предназначен для компенсации наибольшей постоянной времени объекта управления, под которым понимается электродвигатель с исполнительным механизмом. Передаточная функция объекта управления

.                                    

В зависимости от соотношения постоянных времени T_я и T_м последнее выражение можно представить в виде

                                         

или

.                                     

В первом случае, полагая, что T₁ <T₂, выбирают постоянную времени пропорционально-дифференциального регулятора

 [с].                                                                                  

Во втором случае, когда объект управления имеет колебательную составляющую, выбирают

 [с].                                                                                 

Второй регулятор R₂(p) в структурно-минимальном электроприводе – интегральный – с передаточной функцией

,                                                                          

где  – постоянная времени.

Второй регулятор предназначен для компенсации всех помех, охваченных обратной связью, а также для придания электроприводу требуемых динамических свойств за счет выбора соответствующей величины .

Передаточная функция аналогового прототипа структурно-минимального электропривода (СМЭП) по управляющему воздействию

,  

где , .

Коэффициент передачи пропорционально-диффернциального регулятора и постоянную времени интегрального регулятора определяется из областей показателей качества регулирования СМЭП [4]. При этом будем считать, что изображающая точка, характеризующая качество регулирования, должна находиться в области монотонности для обеспечения одностороннего подхода к заданной координате. Координаты изображающей точки, например, определяются следующим образом: