Системи підлеглого регулювання

В сучасних електроприводах переважно використовується принцип послідовної корекції, реалізований в системах підлеглого регулювання. Система підпорядкованого регулювання - це система послідовного включення контурів регулювання, число яких повинно дорівнювати числу регульованих величин (рис. В.1). На вхід кожного регулятора WP i (p) - Wp3 (p) подається сигнал з попереднього каскаду, відповідний задається рівнем регульованої величини, і сигнал з виходу даного каскаду, що відповідає фактичним рівнем. Кожен попередній каскад є задає органом для подальшого. Контур регулювання повинен, як правило, будуватися так, щоб мати тільки одну велику постійну часу. В цьому випадку можна використовувати однотипні регулятори.

Регулятор підбирається з умови, щоб при включенні його послідовно з відповідним ланкою системи Wi (p) - W3 (p) була скомпенсирована велика постійна часу Т і замість неї діяла істотно менша постійна часу Т 0. При цьому результуючий еквівалентну ланка, що складається з початкової ланки і регулятора, має бути інтегруючим, з передавальної функцією.

Мал. В.1-Структурна схема системи підлеглого регулювання.

т. е, регулятор завжди повинен бути побудований так, щоб

Якщо в основній меті є інтегруюча ланка W (p) = 1 / Tр, то регулятор повинен бути пропорційним, причому

де Т0 = T / kp; при kp → ∞ постійна часу Т 0 може мати будь-яке як завгодно мале значення. Після створення замкнутого контуру

Якщо послідовно з інтегруючим ланкою включено підсилююче, то

При тому ж пропорційному регуляторі

звідки для замкнутого контуру

Якщо вихідне ланка - апериодическое з передавальної функцією

Характеристичне рівняння відповідно має вигляд

Власна частота контуру дорівнює. а коефіцієнт демпфірування Таким чином, характер процесу визначається співвідношенням постійних часу Беручи. отримаємо При відпрацюванні ступеневої впливу перерегулирование при цьому становить # 963; ≈5%, а при коефіцієнт демпфірування і процес буде апериодическим.

Малі некомпенсируемое постійні призводять до збільшення фазового зсуву. Полога що мала постійна відповідає аперіодичної ланки, отримаємо фазовий зсув. Саме визначити відставання при частоті зрізу:

Певні вище фазові зрушення показані на рис. 6. Запізнення, що вноситься тиристорн перетворювачами, зазвичай враховують як вплив малої постійної часу, приймаючи її рівною часу запізнювання. При цьому при частоті зрізу вважають ті ж фазові зрушення: 26,5 ° і 14,5 ° відповідно.

У всіх розглянутих випадках було прийнято спрощує систему припущення, що всі датчики (струму, швидкості та інші) безінерційні. Однак якщо навіть сам датчик може вважатися безінерційним, то, як правило, послідовно з ним включається фільтр, для виключення високочастотних перешкод (колекторних і оборотних пульсацій тахогенератора, пульсацій на виході датчика струму і т. П.).

Мал. В.6- Фазові зрушення, зумовлені малими постійними в системі

Облік постійних вимірювальних ланцюгів, природно, ускладнює розрахунки. Тому зазвичай ці постійні відносять до малими постійним і попользуют в розрахунку сумарне еквівалентне значення. Однак це не досить коректно, так як ці постійні належать не до основного ланцюга, а до ланцюгів зворотних зв'язків. Більш правильно зробити структурні перетворення в схемі, а саме включити додаткова ланка (відповідне датчику і фільтру), що має передавальну функцію Wд (p), в основну ланцюг, а за точкою виведення зворотного зв'язку ввести ланка з передавальної функцією 1 / Wд (p), яке увійде в наступний контур системи.