ВЫБОР ТИПА СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ. в настоящее время в электроприводе при создании системы автоматического управления нашел применение принцип подчиненного регулирования с последовательной коррекцией.
Системы подчиненного регулирования выполняются по определенной многоконтурной структуре см. рис. 9 . Сущность построения таких систем заключается в следующем 1. объект управления представляется в виде цепочки последовательно соединенных звеньев с передаточными функциями W01 p , W02 p W0i-1 p , W0i p, выходными параметрами которых являются контролируемые координаты объекта напряжение, ток, скорость и т.д. 2. Количество регуляторов с передаточными функциями Wр1 p , Wр2 p Wрi р в СПР устанавливается равным количеству регулируемых величин.
Все регуляторы соединяются последовательно, так что выход одного является входом другого.
Кроме того на вход каждого регулятора подается отрицательная обратная связь по той переменной, которая регулируется данным регулятором.
В результате этого в системе образуются как бы вложенные друг в друга контуры регулирования.
Таким образом, число контуров регулирования равно количеству регулируемых координат объекта. 3. Каждый внутренний контур управления подчинен следующему по порядку внешнему контуру, т.е. выходной сигнал регулятора любого внешнего контура является задающим для последующего, заключенного в него, контура.
В итоге все внутренние контуры работают как подчиненные задаче регулирования выходной координаты системы. 4. Ограничение любой координаты достигается ограничением ее задания, т.е. выходного сигнала регулятора, внешнего по отношению к рассматриваемому контуру. 5. На выходе регулирующей части системы управления устанавливается фильтр.
Постоянная времени Тм этого фильтра является основным параметром системы авторегулирования и определяет важнейшие свойства системы. 6. Синтез регуляторов СПР осуществляется методом последовательной коррекции начиная с внутреннего контура и кончая внешним. Практически при выборе передаточной функции регулятора Wpi p i-го контура стремятся решить две основные задачи - обеспечить за счет действия регулятора компенсацию наиболее существенных инерционностей объекта, входящих в данных контур, и тем самым улучшить быстродействие системы - обеспечить определенный порядок астатизма данного контура за счет введения в регулятор интегрирующего звена.
Передаточная функция регулятора i-го контура будет иметь вид Настройка системы производится путем последовательной оптимизации контуров регулирования. Каждый контур оптимизируется по модульному или симметричному оптимумам, в основе которых лежит обеспечение вполне определенных показателей по выполнению, колебательности и точности системы автоматического управления, т.е. получение технически оптимального переходного процесса.
СПР имеют следующие достоинства 1. Простота расчета регуляторов каждого контура при настройке по тому или иному оптимуму. 2. Высокие статические и динамические показатели, обеспечиваемые настройкой контуров регулирования по модульному или симметричному оптимумам. 3. Простота ограничения регулируемых координат. 4. Унификация оборудования, обусловленная особенностями регуляторов СПР и наличием унифицированных блочных систем регулирования, специально выпускаемых для СПР. 5. Простота настройки.
Основной недостаток - некоторый проигрыш по быстродействию. На рис. 10 представлена структурная схема двухконтурной системы подчиненного регулирования электропривода постоянного тока. В соответствие с требованиями к электроприводу принимаем двухконтурную САР скорости с внутренним контуром регулирования тока якоря.
Выбираем однократно интегрирующую САР скорости, поскольку астатизм системы по моменту сопротивления не требуется и однократно интегрирующая САР обладает динамическими свойствами по сравнению с двукратно интегрирующей.
Контуры тока якоря и скорости настроены на модульный оптимум.
Поэтому в системе применяется ПИ-регулятор тока и П-регулятор скорости.
Ускорение и замедление привода обеспечивается путем формирования линейно изменяющегося сигнала задания на скорость задатчиком интенсивности.
Функциональная схема САР скорости представлена на рис. 11. 7