3. Изодромное регулирование – pi

Изодромный закон регулирования имеет вид:

u(t)=W_рег(p)x(t)=(k₁+k₂/p)x(t), (1.20)

тогда в разомкнутом состоянии система будет характеризоваться ПФ:

W(p)=W_рег(p)W_о(p)=(k₁+k₂/p)W_о(p). (1.21)

В этом случае если p→0, то W(p)→∞ и регулирование будет астатическим. Но если p→∞, то W(p)→k₁k_о=k и регулирование будет пропорциональным.

PI-регулирование сочетает точность I-регулирования и быстродействие P-регулирования.

4. Регулирование с использованием производных

Регулирование с использованием одного канала, чувствительного к производной сигнала не имеет самостоятельного значения, т.к. сигнал управления:

u(t)=W_рег(p)x(t)=k₄p×x(t), (1.22)

будет равен нулю при p→0 (т.е. в установившемся режиме). Поэтому обязательно наличие параллельного либо P, либо I-канала, а чаще обоих:

u(t)=(k₁+k₂/p+k₄p)x(t). (1.23)

В таком варианте регулятора управляющее воздействие будет образовываться даже когда x(t)=0, но dx/dt≠0. Т.е. наличие параллельного D-канала в регуляторе повышает быстродействие системы и снижает ошибки в динамике.

При рассмотрении процессов в САУ важное значение имеют понятия "устойчивость системы", "качество процесса управления" и "точность управления".

Устойчивость – это свойство возвращаться в установившееся состояние после того, как она была выведена из этого состояния каким-либо возмущением. Такую устойчивость называют асимптотической или устойчивостью в точке. Замкнутые САУ весьма склонны к потере устойчивости, что чаще всего проявляется в возникновении расходящихся колебаний. В этом случае система становится неработоспособной.

В нелинейных системах большое значение имеет устойчивость в некоторой области, характеризующаяся возвратом в заданную область при уменьшении внешнего воздействия до нуля.

2 Специальная часть

2.1 Описание исследуемой системы и её характеристики

В курсовом проекте необходимо провести исследование автоматизированного электропривода постоянного тока, в котором скорость регулируется изменением напряжения на якоре двигате­ля за счет управляемого электрического преобразователя (генера­тора, управляемого тиристорного или транзисторного выпрями­теля, широтно-импульсного преобразователя) при подчиненном контуре регулирования тока двигателя. Система управления электропривода (Рисунок 1) содержит два контура ре­гулирования: внутренний контур тока (КТ) и внешний контур скорости (КС). В контур регулирования тока входят регулятор тока (РТ), преобразователь (ТП), звено, учитывающее электромагнитную инерцию двигателя постоянного тока (Д₁), и датчик тока (ДТ). На входе регулятора тока происходит сравнение сигнала задания тока i₃ с выхода регулятора скорости с сигналом, пропорциональным фактическому току двигателя i с выхода датчика. Регулятор тока в соответствии с алгоритмом его функционирования формирует диаграмму изменения тока цепи двигателя.

Рисунок 1 - Функциональная схема САУ

В контур регулирования скорости входят регулятор скорости (РС), замкнутый контур регулирования тока, звено, учитывающее механическую инерцию двигателя постоянного тока (Д₂), и датчик скорости. Сигнал задания для системы в целом формируется задатчиком интенсивности (ЗИ), обеспечивающим необходимый темп изменения скорости и её установившееся значение. В остальном принцип функционирования контура скорости аналогичен контуру тока. При необходимости ограничение значений координат электропривода i и U_ТП может осуществляться нелинейными обратными связями, охватывающими соответствующие регуляторы.

На основании функциональной схемы электропривода составили структурную схему системы (Рисунок 2), которая является основной исходной расчетной схемой.

Рисунок 2 - Структурная схема САУ

Для произведения расчетов даны следующие параметры:

где Т_Я = 0,034 - электромагнитная постоянная времени электропривода (с)

Т_М = 0,08 - электромеханическая постоянная времени электропривода (с)

ρ= 0,02 - сопротивление якорной цепи

Т_П = 0,01 - постоянная времени преобразователя

К_ДТ = 0,32 - коэффициент передачи датчика тока

К_ДС = 1 - коэффициент передачи датчика скорости

К_П =2,2 - коэффициент передачи тиристорного преобразователя энергии