Раздел: Документация
0 ... 73 74 75 76 77 78 79 ... 87 зования ПИ-регулятора при выборе коэффициента регулятора Рр в соответствии с формулой (8.5), а постоянной времени регулятора - по формуле тр = 4 Передаточная функция разомкнутого контура при таком выборе параметров регулятора имеет следующий вид: W(p) = *Рр +1 К К 47;p + i Т»р + 1Т0р 8Т*р2(Т»р + 1у Вид соответствующей асимптотической логарифмической амплитудной характеристики показан на рис. 8.11, а и отмечен цифрой 2. Передаточная функция замкнутого контура при управляющем воздействии в этом случае записывается в виде w(p)= 4ЛШ 3V" (27> + l)(47;V+27> + l) В контуре, настроенном на СО, при ступенчатом управляющем воздействии время первого достижения выходной величиной установившегося значения составляет 3,1 Гм, а максимальное перерегулирование достигает 43 % (см. рис. 8.11, б). Переходный процесс по возмущению характеризуется передаточной функцией, нормированной относительно параметров объекта Г0, к0, kz и малой постоянной времени Ти: *У(Р) Т0 47>(7> + 1) Az (р) 2Т„к0кг 8Т2р2 (Тцр +1) + 47> +1 Из нее следует, что статическая ошибка по возмущению будет равна нулю, но, как видно из наличия сомножителя в левой части равенства, динамическое отклонение выходной величины и при такой настройке будет зависеть от соотношения параметров объекта (см. рис. 8.10, б). Настройка регулятора на тр = 4 7 может быть произведена и в том случае, когда объект представляет собой апериодическое звено. В отличие от характеристики, соответствующей настройке на СО, ЛАЧХ разомкнутого контура в этом случае имеет излом при частоте 1/Т0. Если Т0 в 10-20 раз больше чем 47, то в зоне существенных частот характеристики контура почти совпадают с характеристиками при СО и сказанное ранее о соответствующих переходных процессах справедливо и в этом случае. Чем ближе Т0 к 4 Тр, тем больше запас по фазе и тем меньше перерегулирование при скачке управляющего воздействия. Максимальное отклонение кривой (Ax/Az)[T0/(2Tukokz)] = f(t) тоже уменьшается. При Г0 = 4ГЦ переходные процессы соответствуют процессам при настройке на ОМ. Если Го < 4ГЦ, настройка регулятора на тр = 4ГМ теряет смысл. Следует иметь в виду, что уменьшение максимального отклонения нормированной кривой (Дх/Дг)[Т0/(27;/:0&г)] =/(/) в контуре с меньшим значением Г0 по сравнению с контуром с большим Г0 при прочих равных условиях не означает уменьшения максимального значения (Ax/Az), так как для перехода от нормированного значения к абсолютной величине отклонения ординаты надо умножать на коэффициент 27;/с0&2/Г0, который тем больше, чем меньше Г0. Если W0(p) определяется выражением W0(p) = к0/[(Т0р + 1)(Т01р + + 1)], то для получения настройки, приближающейся к СО, применяя ПИД регулятор и предполагая, что Г0 > Г0, и Г0 > 4Ти, нужно выбрать: при То, > 4Г„ - ip, = То,; тр2 = 47;; Рр = Г при Го, < 4ГЦ - тр1 = 4ГМ,; тр2 = Г0; рр = ° Изложенные принципы коррекции применяются и для контуров, имеющих большее число инерционных звеньев, чем рассмотренные. В этом случае из числа постоянных времени выбирают одну (или две, если применяется ПИД регулятор) наибольшую, влияние которой на переходный процесс стремятся исключить. Для определения параметров регулятора остальные постоянные времени рассматривают как малые Тц1, Гц2, Г3,складывают их и в приведенные выше формулы подставляют вместо Гц суммарную малую постоянную времени ГмХ = Гм, + Гм2 + Гц3 + ... Г„. Поскольку описанные способы выбора параметров регулятора обеспечивают частоту среза ЛАЧХ разомкнутого контура, равную 1/(2 Ти), погрешность от упрощения вида частотных характеристик в области частот, расположенных более чем на октаву правее частоты среза, где располагаются частоты, соответствующие постоянным времени Гц, + Гм2 + Гц3 + ... Tw„ оказывается небольшой. Звенья с малыми постоянными времени могут располагаться не только в прямом канале, но и в канале обратной связи. Однако, как правило, замедление в цепи обратной связи определяется лишь фильтрами на выходе датчиков регулируемой величины и невелико. В этом случае разница между характером изменения самой регулируемой величины и выходного напряжения датчика незначительна. Стандартные настройки широко применяются в системах с подчиненными контурами регулирования. Система при этом структурно разбивается на несколько контуров, каждый из которых содержит свой объект регулирования. Настройка внутреннего кон- тура производится на ОМ или СО. Внешний по отношению к нему контур включает в себя собственный объект, звенья с малыми постоянными времени и замкнутый внутренний контур. При расчете параметров регулятора внешнего контура внутренний контур учитывается как звено с некоторой эквивалентной малой постоянной времени. В свою очередь, рассматриваемый контур может быть внутренним по отношению к последующему. Такой принцип построения системы упрощает ее настройку, обеспечивает максимально возможное быстродействие и простое ограничение выходных величин внутренних контуров путем ограничения выходных сигналов регуляторов внешних контуров. 8.8. Расчет динамических режимов в системе регулирования скорости при векторном управлении асинхронным двигателем В настоящем разделе рассматриваются настройки контуров регулирования и расчет динамических характеристик в системе регулирования скорости при векторном управлении асинхронным двигателем, описанной в подразд. 7.4. Функциональная схема системы представлена на рис. 7.10. Структурная схема системы, предназначенная для определения структуры и параметров регуляторов и для расчета переходных процессов, приведена на рис. 8.12. Чтобы оперировать с цифрами, фигурирующими в каталожных данных машины, структурная схема представлена в эффективных значениях переменных. Схема построена с использованием математического описания ненасыщенного асинхронного двигателя во вращающейся системе координат (см. рис. 2.5). Преобразователь характеризуется коэффициентом передачи по напряжению и чистым запаздыванием на время т, равное периоду ШИМ инвертора. Считается, что токи На, Нв, he, а следовательно, и /1а и /1р, измеряются безынерционными датчиками тока с некоторым коэффициентом кдт. Считается также, что величины Мд и *РД, определяемые в модели потока, точно воспроизводят электромагнитный момент двигателя Мд и потокосцепление ротора *F2 в масштабах, характеризующихся коэффициентами обратных связей по моменту и потокосцепле-нию ротора кдм и кал соответственно. Датчик скорости имеет коэффициент передачи кдс. Сигналы на выходах датчиков обозначены символом и с соответствующим индексом. Такие же обозначения применены к выходным сигналам регуляторов взамен приведенных на рис. 7.10 обозначений 2, /ia, zi*p, М*. Поскольку настройка контуров регулирования производится в линеаризованной системе при таком уровне воздействий, что выходные вели- 0 ... 73 74 75 76 77 78 79 ... 87
|
