Файл: Глава 15.doc

. (15.15)

где: u_зCмакс=8В – для серийных операционных усилителей с учетом возможных перерегулирований.

Передаточные функции контура скорости, по возмущению от момента сопротивления при настройке на МО имеют следующие выражения

, (15.16)

, (15.17)

. (15.18)

Передаточные функции (15.17), (15.18) отличаются только масштабом и подобны передаточным функциям по задающему воздействию .

Из передаточной функции (15.16) следует, что контур скорости при настройке но МО имеет астатизм нулевого порядка по входу М_с, и установившееся отклонение скорости от ступенчатого воздействия момента сопротивления при р0 равно

. (15.19)

Соответственно модуль жесткости механической характеристики при настройке контура скорости на МО определяется соотношением

.

Уравнение механической характеристики системы регулировани скорости при настройке контура скорости на МО

. (15.20)

Статизм по моменту сопротивления при настройке системы регулирования скорости на МО вычисляется из соотношения

,

где: – заданная скорость электропривода.

Самый большой статизм система имеет на нижней характеристике диапазона ре-гулирования. Величину этого статизма обычно указывают в технических данных системы электропривода. Поэтому с точки зрения возможного диапазона регулирования ско-рости система с настройкой на МО имеет сравнительно низкие показатели и соотве-тственно ограниченное при-менение.

---

Н

Рис.15.7. Переходные процессы компенсации возмущения на М_С при настройке контура скорости на МО

а рис.15.7 приведены графики переходных процессов компенсации возмущения отМ_с, когда свернутый контур тока рассматривается уп-рощенно как апериодическое звено и когда контур тока представляет собой высокочастотное колебательно звено с , то есть контур тока взят без упрощений, когда

.

Из этих графиков видно, что в реальной системе перерегулирование и время переходного процесса увеличиваются по сравнению с упрощенным вариантом. Если к тому же в расчетах учесть влияние внутренней обратной связи по э.д.с. в электродвигателе, то переходные процессы будут еще больше отличатся от идеальных, как показано на рис.15.6.

---

15.4 Синтез контура скорости, настроенного на симметричный оптимум (со)

Если по техническим требованиям необходимо реализовать систему регулирования скорости с большим диапазоном регулирования скорости, то контур скорости настраивают на симметричный оптимум (СО). При этом контур тока, как обычно, настраивается на модульный оптимум. Расчетная структурная схема контура скорости приведена на рис.15.5.

Разомкнутый контур скорости настроенный на СО должен иметь следующую передаточную функцию

, (15.21)

где: а_сс=416 – коэффициент настройки контура скорости на СО;

а_сс=8 - стандартный коэффициент настройки.

Для облегчения процесса синтеза контура скорости следует использовать упрощенную передаточную функцию свернутого контура тока вида

.

Обычно Т_С=2Т_Т и поэтому передаточная функция регулятора скорости, обеспечивающего настройку на СО, находится из соотношения W(р)^р_кс =W(р)^р_{кс со}, т.е.

. (15.22)

Следовательно, для настройки контура скорости на СО регулятор скорости должен иметь передаточную функцию пропорционально – интегрального звена

, (15.23)

где: – постоянная времени интегрирования регулятора скорости;

- коэффициент усиления регулятора скорости.

Схема реализации ПИ-регулятора приведена на рис.15.4.

Замкнутый контур скорости имеет следующие передаточные функции по задающему воздействию

(15.24)

где: – характеристический полином третьей степени передаточной функции контура, настроенного на СО

, (15.25)

---

. (15.26)

Передаточные фун-кции (15.25), (15.26) от-личаются только масш-табными коэффициента-ми. Установившиеся зна-чения выходных коорди-нат ,_я, находятся из произведений передаточных функций (15.24), (15.25), (15.26) при р0.

П

Рис.15.8. Переходные процессы в контуре скорости, настроенном на СО при отработке сигнала задания u_ЗС

1 – малое некомпенсируемое апериодическое звено;

2 – малое некомпенсируемое высокочастотное колебательное звено

ри ступенчатом сиг-налеu_зс, ,I_яуст=0, М_уст=0. Графики переходных процессов отработки задающего напряжения u_зс при а_сс=8приведены на рис.15.8. Зависимостисоответствуют следующие показатели качества:t_пп=16,5Т_с, t_н=3,1Т_с, =43%, n_к=2.

Передаточная функция сигнала ошибки u_с при отработке сигнала задания имеет вид

. (15.27)

Числитель этой передаточной функции содержит сомножителем оператор р во второй степени. Следовательно, контур скорости, настроенный на СО, имеет астатизм второго порядка относительно сигнала задания скорости. При отработке ступенчатого сигнала задания скорости u_зс установившаяся ошибка. u_уст=0, т.е. в установившемся режиме u. Поэтому коэффициент обратной связи по скорости рассчитывается из соотношения (15.15). Передаточные функции контура скорости по возмущению от момента сопротивления при настройке на СО имеют следующие выражения

---

(15.28)

(15.29)

(15.30)

Переходные процессы при компенсации ступенчатого возму-щения поМ_с приведены на рис.15.9. Из передаточной функции (15.32) следует, что контур ско-рости, настроенный на СО, имеет астатизм первого порядка по входу М_с, и установившееся отклонение скорости от воздействия сту-пенчатого момента сопротивления при р0

.

Рис.15.9. Переходные процессы в контуре скорости, настроенном на СО при отработке возмущения М_С

Следовательно, модуль жесткос-ти механической характеристики . Уравнение механической характеристики при настройке на СО(15.31)

Передаточная функция (15.30) совпадает по виду с передаточной функцией . Поэтому динамические показатели качества переходного процесса М(t) при отработке возмущения такие же, как у переходного процесса .

Для улучшения качества переходных процессов отработки сигналов задания скорости рекомендуется на задающем входе включать компенсирующее апериодическое звено (фильтр) с передаточной функцией

. (15.32)

Тогда передаточные функции контура скорости по сигналу задания будут иметь вид

(15.33)

(15.34)

(15.35)

Г

Рис.15.10. Переходные процессы в контуре скорости, настроенном на СО

рафики переходных процессов отработки сту-пенчатого сигнала задания скоростиu_зс при а_сс=8 с фильтром на входе приведены на рис.15.10. Пе-реходный процесс имеет следующие показатели качества:t_пп=13,3Т_с, t_н=7,6Т_с, =8%, n_к=1.

---