Материал: Системы управления исполнительными механизмами.

T т = Tтп + Tфрт + Tфдт.

2. Задание критерия качества в виде желаемой передаточной функции разомкнутого контура (настройку замкнутого контура регулирования тока якоря будем осуществлять на технический оптимум – ТО):

Wр жел Р 1 2Т тР Т тР 1 .

3. Синтез структуры и параметров регулятора.

Передаточная функция регулятора тока якоря

Таким образом, структура регулятора тока ПИ, обеспечивающего компенсацию одной БПВ, – Tэ.

Параметры регулятора тока:

– постоянная времени интегрирования Ти 2Т т KтпKт ;

Rэ

– постоянная времени изодромного звена Tиз = Tэ.

Заметим, что здесь лишь два независимых параметра, по-

скольку Kрт = Tиз/Tи.

4. Расчет параметров регулятора.

Принципиальная схема регулятора тока на основе операционного усилителя приведена на рис. 7.2. Расчету подлежат значения резисторов Rзт, Rот, Rт и емкости конденсатора Cот. Заметим, что число параметров принципиальной схемы регулятора (их четыре) превышает число независимых параметров регулятора, получен-

187

ных в результате синтеза (их только два). Очевидно, что необходимо задаться какими-то параметрами, условиями или соотношениями. Будем использовать следующую последовательность расчета параметров:

а) зададимся значением емкости Cот в пределах (1…2)10–6 Фарады;

Рис. 7.2. Принципиальная схема ПИ-регулятора тока

б) примем, что максимальное напряжение задания, обеспечивающее ограничение тока якоря на допустимом уровне, Uзт max = 10 В, т.е. несколько меньше напряжения насыщения операционных усилителей; фактически заданием этого напряжения мы однозначно определяем величину контурного коэффициента усиления, т.е.

1/Kт = imax / Uзт max = imax / 10;

в) используем соотношения, справедливые для статических режимов любых операционных усилителей с собственным коэффициентом передачи свыше 20 000:

Uзт max / Rзт = Uдт max / Rт = Kт / Kдт.

Тогда порядок расчета резисторов будет следующим:

1.Rот = Tиз / Cот = Tэ / Cот .

2.Rзт = Tи / Cот = 2 T т Kтп Kт / Rэ Cот = Kт Rт / Kдт, откуда Rт = 2 T т Kтп Kдт / Rэ Cот.

3.Rзт = Rт Uзт max / Uдт max, где Uдт max = Kдт imax, Uдт max 10 В.

188

Если рассчитанные величины резисторов Rзт и Rт окажутся менее 1 кОм, необходимо изменить соответствующим образом

значение Cот.

Примечание: величины резисторов и емкостей выбираются из стандартных рядов.

Передаточная функция синтезированного замкнутого контура регулирования тока якоря (ЗКРТ), настроенного на технический оптимум, имеет вид

где Tт – постоянная времени замкнутого контура тока якоря, аппроксимированного апериодическим звеном первого порядка, Тт 2Т т.

Величина Tт зависит прежде всего от пульсности тиристорного преобразователя и обычно находится впределах 0,005–0,015 с.

2. Синтез контура регулирования скорости.

Структурная схема замкнутого контура регулирования скорости (ЗКРС) приведена на рис. 7.3. Синтез регулятора скорости проведем с применением типовой методики, изложенной выше. В качестве допущения будем полагать, что статическая нагрузка на валу электропривода отсутствует, т.е. ic = 0.

1. Параметрическая декомпозиция объекта управления:

–БПВ: Tм;

–МПВ: Tт, Tфрс, Tфдс;

–ЭМПВ: T с = Tт + Tфрс + Tфдс.

2. Задание критерия качества в виде желаемой передаточной функции разомкнутого контура (рассмотрим два варианта):

а) настройка на технический оптимум (ТО):

Wр жел Р 1 2Т сР Т сР 1 ;

б) настройка на симметричный оптимум (СО):

Wр жел Р 4Т сР 1 8Т2сР2 Т сР 1 .

189

Фильтр

1

TфдсP+1 Kс

Рис. 7.3. Структурная схема контура регулирования скорости

3. Синтез структуры и параметров регулятора:

а) при настройке на технический оптимум (ТО) передаточная функция регулятора скорости

таким образом, структура регулятора скорости – П;

– параметр П-регулятора – коэффициент его передачи:

б) при настройке на симметричный оптимум (СО) передаточная функция регулятора скорости