Расчёт контурных регуляторов

Для системы, изображенной на рисунке 1.1, необходимо определить передаточные функции контурных регуляторов. Сделаем это сначала в предположении, что упругими явлениями в объекте управления можно пренебречь, считая механическую связь двигателя и нагрузки жесткой.

Рассмотрим трехконтурную следящую систему, т. е. систему с обратной связью по току, по скорости двигателя и углу поворота исполнительного механизма. Потребуем, чтобы полоса пропускания следящей системы была в 2-4 раза меньше резонансной частоты двухмассовой упругой системы. Поскольку в системах подчиненного регулирования каждый последующий контур имеет быстродействие, примерно в 2 раза меньшее предыдущего (внутреннего), то можно задать полосу пропускания контура скорости равной , а всей следящей системы или менее - так, чтобы не возбуждались сильные колебания.

Структурная схема жесткой системы показана на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Структурная схема жесткой системы.

В этой схеме суммарный момент инерции привода:

Контур тока построим так, чтобы скомпенсировать постоянную времени якорной цепи и обеспечить его полосу пропускания . С этой целью частоту среза ЛАХ разомкнутого контура тока назначим, как , отсюда параметры регулятора тока выбираем следующим образом: ,

Контур тока представлен на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Структурная схема контура тока жесткой системы.

Эквивалентная передаточная функция замкнутого контура тока имеет вид:

, где ,

Мы сохраняем контур тока, но отказываемся от всей системы подчиненного регулирования.

Контур скорости настроим на ОС (симметричный оптимум).

Контур скорости представлен на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Структурная схема контура скорости жесткой системы

Для настройки на ОС используем П-регулятор скорости:

В контуре положения применен пропорциональный регулятор, коэффициент передачи которого подобран путем моделирования так, чтобы частота среза контура положения была примерно в 2 раза меньше собственной резонансной частоты упругой механической системы.

Контур положения показан на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Структурная схема контура положения жесткой системы

Поскольку полоса пропускания контура скорости довольно велика (примерно 300 рад/с), то оказывается, что она не менее чем в 10 раз превышает требуемую частоту среза контура положения. Последнюю можно приблизительно определить исходя из заданного времени регулирования . Справедливо соотношение . Примем

.

При принятых настройках контурных регуляторов система благодаря наличию упругости получилась неустойчивой. Коэффициенты передачи регуляторов положения и скорости подберем такими, чтобы в системе обеспечивалось максимальное быстродействие, но не возбуждались очень сильные колебания. По итогам моделирования коэффициенты и получились равными соответственно 0.3 и 3.

Другое по теме:

Разработка и исследование характеристик платформенной инерциальной навигационной системы полуаналитического типа
Цель настоящей работы разработать алгоритм платформенной инерциальной навигационной системы, работающей в геоцентрической системе координат, и определяющей в этой системе следующие параметры: Координаты Скорости Углы ...

Принципы построения систем электросвязи
В настоящее время наблюдается глобальная конвергенция сетей телекоммуникаций. Сейчас нельзя четко выделить сеть передачи данных, телефонную сеть. Процесс конвергенции начался достаточно давно, одним из первых признаков сбли ...

©  www.techvarious.ru - 2020