Суть подчиненного управления. Многоконтурные САУ

Многоконтурные системы управления – это САУ, имеющие две или более неперекрещивающихся обратных связей. При использовании параллельной коррекции также возникают внутренние контура. В разомкнутую передаточную функцию какого-либо контура входит передаточная функция замкнутого внутреннего по отношению к нему контуру. И т.д. до самого внутреннего контура. Т.о. следует сделать вывод, что изучение и настройка многоконтурной системы следует начинать с самого внутреннего контура, т.к. он является независимым, в него не входят передаточные функции звеньев внешних контуров. Затем настройка осуществляется последовательно от внутреннего контура к внешнему с учетом уже передаточных функций настроенных внутренних контуров.

Системы подчиненного регулирования – это частный случай многоконтурных систем регулирования. Основной особенностью подчиненного регулирования является то, что каждый контур имеет помимо обратной связи еще и регулятор – получается комбинированная коррекция (последовательная (регулятор) и параллельная (обратная связь)). Т.о. несколько одноконтурных систем регулирования и внутренние контура подчиняются внешним (отсюда и название).

В данной теме будем рассматривать систему управления двигателем постоянного тока с обратной связью по скорости, построенную по принципу подчиненного регулирования (рисунок 10.1).

Очевидно, что внешний контур – есть контур с обратной связью по скорости, а внутренний контур – контур с обратной связью по току. Объектом регулирования контура тока является цепь якоря двигателя, силовой преобразователь с постоянной времени t. Объектом регулирования контура скорости является замкнутый контур тока и механическая часть двигателя. Рассмотрим структурную схему такой системы регулирования. Существенным допущением при стандартных настройках является пренебрежение внутренней обратной связи по ЭДС двигателя. Такое допущение можно принять, если T_м>>T_a. Влияние обратной связи по ЭДС на контур тока можно скомпенсировать, если ввести положительную обратную связь по скорости внутрь контура тока (показана пунктиром).

В системе подчиненного регулирования применяют стандартные настройки контуров. В зависимости от требований к настраиваемой координате, в настоящее время в электроприводах используются два способа настройки контуров:

- по модульному принципу (технический оптимум);

- по симметричному методу.

Настройка на технический оптимум предполагает получение системы, имеющей максимально возможное быстродействие при минимально возможном перерегулировании. Для достижения заданной цели АЧХ должна быть невозрастающей в области низких частот (модульный принцип). Для получения астатических систем по возмущению (моменту) контура настраиваются по симметричному методу. Суть симметричной настройки заключается в формировании желаемой ЛАЧХ, симметричной относительно частоты среза системы.