 |
5.2 Принципы построения многоконтурных АЭП
|
|
|
|
5. 2 Принципы построения многоконтурных АЭП
В АЭП в процессе регулирования требуется контролировать и ограничивать ряд координат ЭП на допустимом уровне (ток, напряжение и т. д. ), поэтому современные системы АЭП многоконтурные.
Принципы построения многоконтурных систем АЭП:
1) Многоконтурные АЭП с параллельными контурами регулирования с одним или несколькими регуляторами
а) с одним регулятором (рисунок 5. 17);
|
Рисунок 5. 17 |
б) с n-количеством регулируемых параметров.
Недостаток системы с одним регулятором – регулятор имеет компромиссную настройку для того, чтобы переходные процессы были требуемого качества в контурах скорости и тока.
Достоинство – относительно высокое быстродействие, если применяется несколько регуляторов (но в этом случае усложняется узел, который обеспечивает их совместную работу).
2) Многоконтурные системы с концентрическими контурами регулирования (рисунок 5. 18).
|
Рисунок 5. 18 |
У каждого параметра свой регулятор, поэтому можно обеспечить оптимальность настройки каждого контура. Цепь регулирования определяется внешним контуром (в данном случае контуром скорости). Выходной сигнал РС является задающим для внутреннего контура. Контур тока является подчиненным контуру скорости, следовательно, это система с подчиненным регулированием параметров.
Достоинства:
- возможность реализации оптимальных законов управления каждого параметра;
- простота ограничения максимальных значений регулируемой величины за счет ограничения сигнала на входе соответствующего регулятора. Ограничение тока осуществляется за счет ограничения выходного сигнала РС, который является задающим для контура тока. Максимальная скорость привода ограничивается за счет ограничения максимальных сигналов задания на входе системы;
|
|
|
- упрощается расчет, наладка и реализация. Оптимизация системы начинается с внутреннего контура, который в дальнейшем будет представлен в виде звена с достаточно простой передаточной функцией, входящего в состав объекта внешнего контура.
Недостатки:
- быстродействие системы снижается по мере увеличения контуров регулирования;
- растет малая постоянная времени контуров регулирования.
5. 3 Однозонный ЭП с подчиненным регулированием параметров с обратной связью по скорости
Структурная схема однозонного ЭП постоянного тока с обратной связью по скорости с подчиненным регулированием параметров представлена на рисунке 5. 19.
|
Рисунок 5. 19 |
|
Рисунок 5. 20 |
При подаче задающего сигнала РС, как правило, выходит на ограничение, задавая максимальный ток, который отрабатывается замкнутым контуром тока. В соответствии с рисунком 5. 20, динамическая составляющая тока обеспечивает увеличение скорости двигателя.
I – Ic = Iдин.
В точке 2 регулятор скорости сойдет с ограничения и будет уменьшать свой сигнал до такого уровня, при котором ток двигателя равен току статической нагрузки. Установившийся режим в точке 3 наступит при равенстве I = Ic.
5. 3. 1 Оптимизация контура тока
5. 3. 1. 1 Оптимизация контура тока с заторможенным электродвигателем
Структурная схема внутреннего контура тока представлена на рисунке 5. 21.
Допущения:
- датчик тока считаем безинерционным 
;
- все малые инерционности, которые имеет контур, включены на входе ТП 
;
- ЭД заторможен (Е = 0) или (DЕ » 0), а значит отсутствует ОС по ЭДС.
Контур тока содержит звенья с большой и малой инерционностью (малую инерционность компенсировать не следует, она будет определять помехоустойчивость контура).
|
|
|
|
Рисунок 5. 21 |
Структурная схема контура тока с учетом сделанных допущений представлена на рисунке 5. 22.
|
Рисунок 5. 22 |
МО: 
;
.
Получили регулятор тока (РТ) ПИ-типа. С этим регулятором система астатическая и по заданию, и по возмущению (для заторможенного двигателя).
,
где 
– передаточная функция прямого канала;
– передаточная функция разомкнутого контура.
Тогда, передаточная функция замкнутого контура тока
;
,
где 2Тm = Тт – эквивалентная постоянная времени оптимизированного на МО контура тока.
УР: 
.
|
|
|
