Автоматическое управление техническими системами. Система «Управляемый преобразователь – машина постоянного тока» как объект управления. Автоматическое регулирование координат электропривода. Частотно токовое управление АД, страница 10

Если требуется исключить статическую ошибку по заданию, необходимо чтобы в контуре был интегрирующий элемент (n = 1). При этом будет иметь место динамическая ошибка, возникающая при изменениях задания. Увеличение порядка астатизма (n = 2) повышает при надлежащем коэффициенте усиления k динамическую точность регулирования.

Низкочастотная часть желаемой ЛАЧХ, соответствующая n = 0; 1; 2 представлена на Рис. 3.4. отрезками прямых 1, 2, 3. Нетрудно видеть, что повышение порядка астатизма увеличивает значения комплексного коэффициента усиления в низкочастотной области и динамическая точность регулирования возрастает тем в большей степени, чем в более широком диапазоне частот обеспечивается повышение амплитуд.

Динамические показатели качества регулирования определяются главным образом среднечастотной асимптотой ЛАЧХ L_разх. Для получения достаточного запаса устойчивости необходимо, чтобы в районе частоты среза w_с был достаточно протяженный участок с наклоном – 20дб/дек. Чем шире этот участок, тем выше на частоте среза запас по фазегде – ФЧХ контура (Рис. 3.4., кривая 4).

От запаса по фазе на частоте среза зависят колебательность и перерегулирование:

                    (3.10.)

Частота среза определяет быстродействие контура регулирования. Время регулирования:

                                         (3.11.)

время максимума перерегулирования:

                                             (3.12.)

Ближайшая нижняя часть сопряжения w_1н влияет на перерегулирование: по мере приближения w_1н к частоте среза запас по фазе Dy (w_с) уменьшается и перерегулирование возрастает. Ближайшая к частоте среза верхняя частота сопряжения w_1в и вся высокочастотная часть ЛАЧХ L_разх сказывается на начальном участке переходного процесса.

Чем ближе частота сопряжения этой области к частоте среза и чем выше наклон удаленной асимптоты, тем больше участок запаздывания (Рис. 3.2.) движения.

Таким образом, требования к точности и динамическим показателям электропривода при регулировании определенной переменной позволяют конкретизировать количественные характеристики желаемой ЛАЧХ разомкнутого контура. При известной ЛАЧХ объекта регулирования переменной х Lорх желаемая ЛАЧХ разомкнутого контура Lразх позволяет определить требуемую ЛАЧХ регулятора, вводимого в контур регулирования:

                                                                 (3.13)

Далее задача сводится к выбору приемлемой схемы регулятора и определения его параметров.

4. Системы подчиненного регулирования. Стандартные настройки регулируемого электропривода.

4.1. Общие сведения.

Для случаев, когда в основу синтеза могут быть положены динамические показатели, в теории СУЭП разработан инженерный метод последовательной коррекции с использованием подчиненных контуров регулирования.

Система подчиненного регулирования (СПР) – это система последовательного включения контуров регулирования, число которых должно быть равно числу регулируемых величин (Рис. 4.1.).

Рис. 4.1 Структурная схема системы подчиненного регулирования.

На вход каждого регулятора подается сигнал с предыдущего каскада, соответствующий задаваемому уровню регулируемой величины, и сигнал с выхода данного каскада, отвечающий фактическому уровню. Каждый предыдущий каскад является задающим элементом для последующего. Контур регулирования должен, как правило, строиться так, чтобы иметь только одну большую постоянную времени.

Регулятор подбирается из условия, чтобы при включении его последовательно с соответствующим звеном системы  была скомпенсирована большая постоянная времени Т и взамен её действовала существенно меньшая постоянная времени Т_о. При этом результирующее эквивалентное звено, состоящее из исходного звена и регулятора, должно быть интегрирующим, с передаточной функцией.

                                                                                               (4.1.)

то есть регулятор всегда должен быть настроен так, чтобы

                                                                 (4.2.)