Синтез системи підпорядкованого регулювання швидкості (стр. 2 из 4)
Рисунок 1.4 – Вузол давача швидкості
ДН – давач напруги, здійснює потенційну розв'язку вхідного і вихідного сигналу. Коефіцієнт передачі датчика:
- кутова швидкість двигуна 
.1.5 Задавач інтенсивності
Задавач інтенсивності встановлений на вході контуру регулювання швидкості (КРС). Він формує сигнал, пропорційний бажаній зміні напруги в процесі розгону і гальмування електропривода.
, (1.12) 
. (1.13)Графік, що пояснює роботу задавача інтенсивності, представлений на рисунку 1.5, а структурна схема ЗІ приведена на рис 1.6.
Рисунок 1.5 – Залежність UЗІ(t)
 | ||
 | ||
Рисунок 1.6 – Структурна схема ЗІ
На структурній схемі ЛО – ланка обмеження. Уся система підпорядкованого регулювання приведена на рис 1.7.
Рис. 1.7
2. КОНТУР РЕГУЛЮВАННЯ СТРУМУ ЯКОРЯ
2.1 Синтез регулятора струму
Структурна схема контура регулювання струму зображена на рисунку 2.1
 | ||
 | ||
Рисунок 2.1 – Структурна схема КРС
Як видно із структурної схеми КРС, в ньому є одна велика стала часу Тя і малі сталі часу вентильного перетворювача Тп і давача струму Тд.с, розташовані в прямому каналі та каналі зворотного зв’язку. Визначаємо коефіцієнт передачі по струму:
; (2.1) 
.Згідно з принципом компенсації великих сталих часу, для формування одноразово інтегрувального КРС передавальна функція РС повинна мати вигляд:
, (2.2)де Ті – стала часу інтегрування розімкненого КРС, яку необхідно визначити.
Для того, щоб врахувати інерційність РС, його передавальну функцію слід записати у такому вигляді:
, (2.3)де ТФ – стала часу, що характеризує інерційність регулятора струму.
Згідно з цим передавальна функція розімкненого КРС матиме вигляд:
. (2.4)Згідно з цим передавальна функція замкненого КРС матиме вигляд:
. (2.5)2.2 Аналіз динаміки КРС
2.2.1 Аналіз динаміки КРС без врахування впливу проти–ЕРС
Замінимо всі інерційності КРС однією, зосередженою в ВП. Вкажемо отриману структурну схему на рис. 2.2.
Рисунок 2.2. – Структурна схема КРС
Передавальні функції оптимізованих розімкненого і замкненого контурів регулювання струму мають вигляд:
; (2.6) 
.Згідно з модульним оптимумом, знаходимо сталу інтегрування:
(2.7) 
, 
ЛАЧХ та ЛФЧХ розімкненого контуру КРС зображена на рис. 2.5 та рис. 2.7.
Частота спряження:
, 
(2.8)Частота зрізу:
, 
Виведемо перехідну функцію оптимізованого КРС:
(2.9) 
(2.10) 
(2.11) 
(2.12) 
(2.13)Остаточно перехідна функція оптимізованого КРС має вигляд:
. (2.14)Перехідна функція замкненого контуру КРС зображена на рис. 2.2.
· час першого узгодження:
, 
(2.15)· час досягнення максимуму:
, 
(2.16)Таким чином, КРС настроєно на оптимальні параметри функціонування.
2.2.2 Розрахунок динаміки КРС з врахуванням впливу проти–ЕРС
Синтез контуру регулювання струму у попередньому пунктібуло проведено без урахування внутрішньої ЕРС двигуна. Для зручності аналізу при наявності внутрішньої ЕРС скористуємось наступними перетвореннями структурної схеми двигуна (рис. 2.3).
Рисунок 2.3 – Послідовність перетворювань структурної схеми двигуна з урахуванням внутрішньої ЕРС
Структурна схема КРС з врахуванням впливу проти–ЕРС після перетворення дістане вигляд, представлений на рис. 2.4.
ЛАЧХ та ЛФЧХ розімкненого контуру КРС зображена на рис. 2.5 та рис. 2.7.
Перехідна функція замкненого контуру КРС зображена на рис. 2.6.
Рисунок 2.4. – Структурна схема КРС з врахуванням впливу проти–ЕРС
Передавальна функція розімкненого КРС за керуючою дією:
(2.17)Передавальна функція замкненого КРС за керуючою дією:
(2.18) 
Рисунок 2.5 – ЛАЧХ і ЛФЧХ розімкненого контуру регулювання струму: 1 − характеристики без врахування впливу проти−ЕРС; 2 − характеристики з врахуванням впливу проти−ЕРС
Рисунок 2.6 − Перехідні функції замкненого контуру регулювання струму: 1 − характеристики без врахування впливу проти−ЕРС; 2 − характеристики з врахуванням впливу проти−ЕРС
Рисунок 2.7 – Асимптотичні ЛАЧХ і ЛФЧХ розімкненого контуру регулювання струму: 1 − характеристики без врахування впливу проти−ЕРС; 2 − характеристики з врахуванням впливу проти−ЕРС
Функція h(t) (2) характеризується такими показниками якості:
· час першого узгодження:
, 
З аналізу впливу проти-ЕРС можна визначити, що без компенсації проти-ЕРС система має гірші динамічні та статичні властивості, а саме більшій показники перегулювання та менше устелене значення вихідної величини хоча й менший час першого узгодження.
Передавальна функція КРС за збуренням:
(2.19)Згідно з принципом суперпозиції: струм якорю є сумою реакцій КРС на керуючий сигнал
та збурення 
: 
(2.20)Усталене значення струму якоря:
, (2.21) 
Тобто усталене значення струму якоря в 1,5 рази перевищує номінальний струм якоря, тому потрібно застосовувати компенсацію впливу проти−ЕРС.
З формули (2.21) видно, що перехідні процеси так і усталене значення струму при врахуванні зворотнього зв`язку за ЕРС двигуна, залежать не тільки від впливу по каналу завдання, але й від навантаження. Крім цього КРС стає статичним відносно керуючої дії, оскільки інтегральна компонента регулятора струму компенсується диференційною складовою двигуна.