Синтез системи підпорядкованого регулювання швидкості (стр. 3 из 4)
2.2.3 Методи компенсації впливу проти−ЕРС
Для компенсації впливу проти−ЕРС можна застосувати регулятор струму з передавальною функцією:
, (2.22)яка забезпечить оптимізацію контуру регулювання струму за модульним оптимумом, бо повністю компенсує інерційність двигуна та усуває вплив диференцуючої дії двигуна на статичні властивості КРС. Недоліком цього способу компенсації впливу проти−ЕРС є складність в реалізації регулятора струму та налагодження системи. Найбільш універсальним рішенням, яке забезпечує компенсацію впливу проти−ЕРС на характер перехідних процесів у всіх режимах є використання додатного зворотного зв’язку за ЕРС двигуна, що подається на вхід вентильного перетворювача або регулятора струму.
Слід також додати, що реалізація безінерційного сигналу ЕРС двигуна пов’язана з певними труднощами – використання серійних давачів ЕРС для компенсації її впливу на динаміку приводу супроводжується при великій інерційності якірного кола двигуна незадовільними динамічними режимами, а використання тахогенератора для одержання пропорційного для ЕРС сигналу є неприйнятним при двузонному регулюванні швидкості.
2.2.4 Реалізація регулятора струму на операційних підсилювачах
Регулятор струму, який має передавальну функцію (2.1) можна реалізувати за схемою:
Рисунок 2.8 – Реалізація регулятора струму
Приймаємо RC.3=R3.C, тоді передавальна функція РС по обох каналах завдання та зворотного зв’язку буде мати вигляд:
, (2.23)де
, (2.24) 
. (2.25)Із рівнянь 2.2, 2.24 та 2.25 одержуємо такі умови для вибору параметрів:
, (2.26) 
. (2.27)Задамося значенням C3.3=2 мкФ=2ּ10−6 Ф, та знаходимо інші параметри:
(2.28) 
(2.29)
(2.30)3. КОНТУР РЕГУЛЮВАННЯ ШВИДКОСТІ
3.1 Синтез регулятора швидкості
Структурна схема контуру регулювання швидкості має вигляд:
 |
Рисунок 3.1 – Структурна схема КРШ
Коефіцієнт передачі датчика швидкості визначається по формулі:
, 
(3.1)де
– кутова швидкість двигуна.Для реалізації дворазово інтегрувальної системи необхідний ще один інтегратор в РШ (один вже є в об'єкті регулювання). Передавальна функція РШ:
(3.2)де Тш – стала інтегрування розімкненого КРШ, яку необхідно визначити.
Враховуючи це контур регулювання швидкості буде мати вигляд, який представлено на рисунку 3.2.
Рисунок 3.2 – Розрахункова схема контура регулювання швидкості з інтегральним регулятором
Тоді передавальна функція розімкненого КРШ буде мати вигляд:
. (3.3)Передавальна функція мала вигляд:
. (3.4)Тоді передавальна функція розімкненого КРШ буде мати вигляд:
(3.5)3.2 Аналіз динаміки контура регулювання швидкості
3.2.1 Аналіз динаміки контура регулювання швидкості з безінерційним зворотним зв’язком за швидкістю (Тω=0)
Оскільки Тw=0, то передавальна функція розімкненого КРШ за керуючою дією має вигляд:
Передавальна функція замкненого КРШ за керуючою дією має вигляд:
(3.6)Визначимо параметри Т1 і Тш методом резонансного максимуму
Резонансний максимум при даному перерегулюванні:
, 
(3.7)Розрахунок параметрів ПІ–РШ при Tω=0.
Сума сталих часу, відповідних “правим” частотам спряження:
. (3.8)Розраховуємо частоту зрізуwс (рис. 1.18 [1]):
;(3.9) 
с-1. 
Розрахуємо Swл(рис. 1.18 [1]):
. (3.10) 
с-1. 
ЛАЧХ та ЛФЧХ розімкненого контуру КРШ зображена на рис. 3.6 та рис. 3.8, Перехідна функція замкненого контуру КРШ зображена на рис. 3.7.
3.2.2 Аналіз динаміки контура регулювання швидкості з інерційним зворотним зв’язком за швидкістю (Тω≠0)
Розрахунок параметрів ПІ–РШ при Tω≠0.
Контур регулювання швидкості буде мати вигляд, який представлено на рисунку 3.3.
Рисунок 3.3 – Розрахункова схема контура регулювання швидкості з ПІ регулятором та з інерційним зворотнім зв’язком за швидкістю
Передавальна функція розімкненого КРШ за керуючою дією має вигляд:
(3.11)Передавальна функція замкненого КРШ за керуючою дією має вигляд:
(3.12)Стала часу інерційності КРШ:
(3.13)Сума сталих часу, відповідних “правим” частотам спряження:
(3.14)Далі повторюємо розрахунок згідно (3.8) – (3.11).
Розраховуємо частоту зрізу wс:
с-1; 
Розраховуємо Swл=w1:
с-1; 
ЛАЧХ таЛФЧХрозімкненого контуруКРШзображена на рис. 3.4.
Перехідна функція замкненого контуру КРШ зображена на рис. 3.5.
Рисунок 3.4 – ЛАЧХ і ЛФЧХ розімкненого контуру регулювання швидкості: 1 – з безінерційним зворотнім зв’язком; 2 – з інерційним зворотнім зв’язком
Рисунок 3.5 – Перехідні функції замкненого контуру регулювання швидкості: 1 – з безінерційним зворотнім зв’язком; 2 – з інерційним зворотнім зв’язком
З аналізу впливу інерційності зворотного зв’язку можна визначити, що з інерційним зворотним зв’язком система має гірші динамічні властивості, а саме значно більший показник часу першого узгодження та також час перехідного процесу значно більший, хоча й дещо менше перегулювання. Інерційний зв’язок на статичні властивості системи не впливає.
Вибираємо уставку обмеження вихідної напруги регулятора швидкості Uoрш зумовиобмеження стопорного струму нерухомого двигуна:
(3.15)3.2.3 Реалізація регулятора швидкості на операційних підсилювачах
Передавальна функція регулятора швидкості має вигляд
. (3.16)де
Вּс/Ом;Т1=0,49 с.Схема за якою можливо реалізувати КРШ зображена на рисунку 3.6.
Рисунок 3.6 – Реалізація КРШ на операційних підсилювачах