Главная Промышленная автоматика.

ными данными для синтеза являются также статическая и динамическая точности системы.

На первом этапе проектирования САУ определяется структура системы. Выбор структуры зависит от функционального назначения системы, но обычно может быть произведен не единственным образом. В основу структуры ложится один из фундаментальных принципов управления: по отклонению, по возмущению, комбинированное управление. При необходимости адаптации система дополняется контуром адаптивного управления. В практике получило наибольшее распространение управление по отклонению (см. гл.1) в связи с главным его свойством - самовыравниванием, т.е. способностью нормально функционировать при любых возмущениях.

Чтобы построить структуру системы управления, необходимо определить: что является выходной величиной; как воздействовать на объект, чтобы управлять этой величиной в заданных пределах; как получить информацию о значениях выходной величины (какие датчики могут быть применены); каковы возмущающие и задающие воздействия. Так, если объектом управления является электропривод, а выходной величиной- его скорость, управлять ею можно, изменяя подводимое к двигателю напряжение. Для этой цели существуют силовые полупроводниковые управляемые преобразователи, напряжение и частота которых зависит от сигнала управления на входе. В качестве датчиков скорости используются различные тахометрические средства. Основным возмущением является момент статической нагрузки на валу двигателя, характер же задающего сигнала, в зависимости от назначения и режима работы системы управления, будет различным.

Во многих случаях задающее воздействие формируется как программное управление с учетом критериев оптимальности, а правильный выбор структуры системы и параметров управления обеспечивает точное воспроизведение этого воздействия.

Для формирования структуры можно использовать один из методов синтеза: метод логарифмических частотных характеристик (ЛЧХ), метод последовательной оптимизации контуров (подчиненное регулирование), метод распределения корней характеристического уравнения. Каждый из методов позволяет обеспечить необходимые показатели качества, но структуры получаются разные. Ввиду этого системы по разному реагируют на внешние и внутренние возмущения. Окончательный выбор структуры выполняется с учетом возможностей технической реализации, а так же чувствительности к возмущениям и помехоустойчивости на основании результатов математического моделирования.



6.5. ВЫБОР СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ

На рис.6.6 представлены структуры соответственно статической (а), астатической (б) и комбинированной (в) систем стабилизации скорости. Здесь Wq - объект управления, состоящий из двигателя и преобразователя; Ку - промежуточный усилитель с коэффициентом усиления Р; К(р) - передаточная функция звена в канале компенсации возмущения; Кр - регулятор; fto.c -обратная связь по скорости; 1/(ГиР) - интегрирующее звено регулятора астатической системы; - момент статической нагрузки, являющийся основным возмущением,


Рис.6.6. Варианты структур систем стабилизации: статической (а), астатической (б) в комбинированной (в)

На рис.6.7 приведены графики переходных процессов при возмущающем воздействии, представляющие собой идеализированные предельные диаграммы изменения отклонения скорости Ди и тока i в статической (а) и астатической (б) системах. Основным (расчетным) возмущающим воздействием считают скачок статического момента на валу двигателя или пропорциональный ему ток /с = MJc. Максимальное динамическое отклонение

Представляется целесообразным определение критериальной оценки, по которой можно сделать выбор между статическим, астатическим или комбинированным способами управления.

Установившееся значение ошибки накапливается за переходный процесс. Поэтому чем выше быстродействие системы, тем более высокую точность приобретает система управления.



скорости Acomax ПОД действием этого возмущения при достижении током i значения 1 за время *о определяется выражением

1 0 О

(6.7)

где М = ci - электромагнитный момент двигателя. Если считать, что citopocTb изменения момента на отрезке ОА линейна (рис.6.7, а, б) и предельно допустима по условиям коммутации в двигателе, т.е. ограничена допустимым значением производной тока ясоря di/dt, то при = М„:

*0 =

Асо,

dtJmax Mto

(6.8)

2J 2Jx

где X - относительное допустимое значение производной тока якоря двигателя:

di. dt.

max -н

Сй,М

б ш,м

Рис.6.7. Предельные диаграммы статической (а) и астатической (б) систем

Если в справочных данных на серию двигателей значение х не указано, то х принимается равным 40...50 - для двигателей Малой и средней мощности и 20...30 - для двигателей большой





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [45] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115

0.0035