2.2.4. Сравнение основных обратных связей
Характеристика обратных связей Таблица 2.1
-
ОС
Статизм
Достоинства
Недостатки
Примечание
ООС по
при
Высокая точность стабилизации скорости
Наличие тахогенератора
Широкое
ООС по U
при
Простота измерения напряжения
Невысокая точность стабилизации скорости
Ограниченное, при невысоких требованиях к стабилизации скорости
ПОС по I
при
Простота измерения тока
Зависимость точности стабилизации скорости от нелинейности характеристик усилителя и преобразователя.
Не обеспечивает стабилизацию при колебаниях
В чистом виде не применяется
ООС по E
Сравнительная простота измерения ЭДС
Невысокая точность стабилизации скорости, так как не учтены реакция якоря и падение напряжения в щеточном контакте
Применяется при невысоких требованиях к стабилизации скорости и небольшом диапазоне регулирования
2.3. Системы с подчиненным регулированием координат
В настоящее время наибольшее распространение получили системы управления с подчиненным регулированием координат.
Рис 2.12. Структурная схема привода с подчиненным регулированием координат
Система состоит из нескольких вложенных один в другой контуров. Число контуров равно числу регулируемых координат. Регуляторы включены последовательно. Каждый внешний регулятор является задающим по отношению к внутреннему, кроме того, на вход регулятора подается сигнал ОС по регулируемой координате. В этой системе удобно осуществлять настройку регулятора, поскольку каждый контур, начиная с внутреннего, можно рассматривать независимо. [2, 4, 5, 11]
2.3.1. Особенности выбора регуляторов в системе с подчиненным регулированием координат
Методика расчета систем с подчиненным регулированием основана на том, что контур регулирования должен содержать только одну большую постоянную времени. В этом случае регулятор подбирают таким образом, чтобы при последовательном включении его с соответствующим звеном системы была скомпенсирована большая постоянная времени объекта регулирования и взамен в контуре действовала бы существенно меньшая постоянная времени. Результирующее эквивалентное звено, состоящее из последовательно включенных регулятора и объекта, должно быть интегрирующим, то есть:
.
(2.20)
Рассмотрим конкретные примеры:
1-й пример. Объект представляет собой интегрирующее звено.
а)
,
если регулятор пропорциональный, то
,
тогда имеем
,
где
при
.
Передаточная функция замкнутого контура имеет вид:
.
б)
=>
и =>
,
где при .
В этом случае
.
2-й пример. Объект представляет собой апериодическое звено.
а)
=>
и=>
.
В результате
.
б)
=>
и=>
.
В этом случае .
В системах подчиненного регулирования используются четыре вида регуляторов:
П-регуляторы:
,И-регуляторы:
,ПИ-регуляторы:
,ПИД-регуляторы:
.
Когда необходимо компенсировать две большие постоянные времени используется ПИД-регулятор.
Такая методика позволяет обеспечивать единый подход к синтезу регуляторов в каждом из контуров. Некоторые сложности при использовании данной методики вносит ДПТ НВ, за счет наличия внутренней ОС по ЭДС.
а
)
б)
Рис.2.13. Структурная схема двигателя с ОС по ЭДС до (а) и после переноса ОС (б)
Перенос точки ОС не влияет на передаточную функцию Д, но и не дает нужного эффекта, так как в этом случае объект имеет две большие постоянные времени.
Поэтому для упрощения пренебрегают ООС по ЭДС. Тогда передаточная функция Д будет иметь вид:
.
(2.21)
Конечно, это приводит к определенной погрешности, но она не существенно влияет на результаты расчета.