Системы подчиненного регулирования (СПР)

Система последовательного действия содержит меньше элементов, простая и удобная в настройке. Особенностью системы последовательного действия является подчиненное регулирование основных параметров электропривода.

Число последовательно включенных регуляторов равно числу регулируемых параметров. На вход каждого регулятора подаются сигналы заданного и действительного значений регулируемого параметра, причем предыдущий регулятор вырабатывает сигнал задания для последующего. В системе легко вводятся ограничения.

ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СПР

В соответствии со схемой передаточная функция (ПФ) объекта регулирования, например, второго контура запишется в виде

,

где W₀₂(p) - передаточная функция собственно объекта 2го контура; W₀₁(р) - передаточная функция объекта 1го контура; W_p1(p) - ПФ регулятора 1го контура; W₃₁(р) - ПФ замкнутого первого контура.

В рассмотренной системе контур регулирования наждого пара­метра (координаты) содержит только одну "большую" постоянную времени, компенсируемую действием регулятора, что значительно облегчает синтез системы и позволяет применять однотипные регулирующие элементы.

Расчёт параметров СПР производится путём последовательной оптимизации отдельных контуров. Под оптимизацией понимается приведение передаточной функции замкнутого контура в соответствие с поставленными требованиями (быстродействие, перерегулирования и т.д).

ПФ объекта оптимизированного контура при определённых рассматриваемых ниже допущениях может быть сведена к виду

,

где W_oк(р) - ПФ звеньев, действие которых компенсируется регулятором. Второй сомножитель представляет собой произведения ПФ апериодических звеньев, компенсация действия которых для данных условий нецелесообразна. Обычно постоянные времени τ малы по сравнению с постоянными времени входящими в сомножитель W_oк(p). Поэтому не компенсируемые постоянные называются малыми, а компенсируемые - большими. Оптимизация в данном случае сводится к замене разомкнутой цепи с большой постоянной времени замкнутым контуром, описываем дифференциальным уравнением того же порядка, но с меньшей постоянной.

Передаточная функция и регулятора

,

где ∑τ = σ– сумма малых постоянных времени; а – коэффициент демпфирования контура.

КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА

Структурная схема замкнутого контура регулирования тока якоря ДПТ

Структурная схема разомкнутой цепи

,

где: ; а = а_т = 2 .

Передаточная функция пропорционально – интегрального регулятора тока (ПИ-регулятора)

.

Структурная схема разомкнутой цепи регулирования с ПФ регулятора

Схема ПИ - регулятора тока

Передаточная функция разомкнутого контура

,

где: Т_т = а_тТ_п – постоянная времени интегрирования контура тока.

Постоянная времени интегрирования регулятора

.

Постоянная времени обратной связи регулятора

.

Передаточный коэффициент ОС по току

где k_д.т =k_ш·k_у - передаточный коэффициент измерителя тока, в/а; k_ш - коэффициент передачи шунта, в/а; k_у - коэффициент усиления датчика тока.

Передаточная функция замкнутого контура регулирования тока имеет вид

.

КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

Регулятор контура скорости имеет пропорциональную либо пропорционально-интегральную характеристику, т.е. однократно- или двукратноинтегрирующая система. Они обладают астатизмом 1-го или 2-го порядка.