Позиционные следящие системы
Позиционные системы строятся по принципу подчиненного регулирования систем ТП-Д, но с определенными особенностями:
Основное требование – точность. Которое зависит от назначения механизма и может изменятся от 1% до 0,01% полного рабочего хода механизма.Точность обеспечивается с помощью датчиков положения (сельсины – 0,5%. Поворотные трансформаторы, цифровые датчики любой точности).
Другим требованием является требование отсутствия перерегулирования.
Постоянный темп торможения ЭП.
Рис. Функциональная схема аналоговой системы управления положением
Рис. Структурная схема позиционной системы
Контура тока и скорости настраиваются как и прежде, но т.к. настройка на СО контура скорости всегда связано с перерегулированием, то он настраивается на МО.
Определим передаточную функцию регулятора положения:
;
- П – регулятор
Определим погрешность позиционирования
Установившаяся ошибка определяется после окончания движения привода.
,
где С – масштабный коэффициент.
Система отрабатывает малые перемещения с дотягиваем. Время отработки перемещений с указанной точностью мало зависит от величины перемещений.
Перемещения бывают большие, средние, малые. Большие перемещения это такие, при которых привод достигает установившейся скорости. Средние, это когда ток достигает установившегося значения, а скорость нет. Малые, когда ни ток, ни скорость не достигают установившегося значения (толчок).
Определение передаточной функции положения из условия максимального быстродействия
Процесс отработки
средних перемещений протекает в два
этапа. На первом этапе электропривод
разгоняется с максимальным ускорением
до скорости
переключения, когда ток якоря и ускорение
меняют свой знак в момент прохождения
сигнала на входе РС через ноль. С этого
момента начинается процесс торможения
с максимальным замедлением, до тех пор,
пока система не войдет в линейную зону
при подходе к заданной координате.
Окончание позиционирования протекает в линейной зоне и имеет затухающий апериодический характер.
(1)
следовательно
.
(2)
Подставим уравнение 1 в 2 и найдем передаточную функцию РП.
Ток якоря при разгоне торможении равен динамическому при отсутствии статического момента:
где
подставляя
полученное выражение в формулу регулятора
Из этого уравнения следует, что требуемый коэффициент усиления увеличивается при увеличении статического момента и уменьшении задания на перемещение. Чтобы это условие выполнялось при отработке средних и больших перемещений, в структуре системы позиционирования используют РП с нелинейной (параболической) регулировочной характеристикой (Параболический регулятор).
Теоритически при малых значениях задания на перемещение параболический регулятор должен иметь очень большой коэффициент усиления, что недопустимо из требований к качеству переходного процесса позиционирования (автоколебания). Для устранения этого эффекта предлагаются следующие мероприятия:
Замена начального участка характеристики линейными участками (аппроксимация).
Введение на начальном участке зоны нечувствительности.
ЛИТЕРАТУРА.
Основная литература.
1.0. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами.- Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. - 392 с., ил.
2.0. Терехов В.М. Системы управления электроприводов: Учебник для студ. Высш. учеб. Заведений / В.М.Тетсхов, О.И.Осипов; Под ред.В.М.Терехова. - М.: Издательский центр «Академия», 2005 - 304 с.
3.0. Усынин Ю.С. Системы управления электроприводов: Учеб. пособие. - 2-е изд., испр. и доп. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. - 328 с.
4.0. Онищенко Г.Б. Автоматизированный электропривод промышленных установок. –М.: РАСХН – 2001. -520с.
Дополнительная литература
1.Д. Системы автоматизированного управления электроприводами: Учеб. Пособие / Г.И. Гульков, Ю.Н. Петренко Е.П. Раткевич, О.Л. Симоненкова; Под общ. Ред. Ю.Н.Петренко, - Мн.: Новое знание, 2004, 386с.
2.Д. Осипов О.И. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод- Учебное пособие по курсу «Типовые решения и техника современного электропривода» - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 80 с.
3.Д. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: Учебник для студ. Высш. учеб. введений / Г.Г. Соколовский. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. 272 с.
4.Д. Фираго Б.И. Регулируемые электроприводы переменного тока/ Б.И. Фираго, Л.Б. Павлячик. - Мн.: Техноперспектива, 2006 - 363 с.
5. Д. Овчинников И.Е. Вентильные электрические двигатели и привод на их основе (малая и средняя мощность) / И.Е.Овчинников: Курс лекций. - СПб.: КОРОНА-Век, 2006. - 336 с.: ил.
6.Д. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева и А.В.Шинянского. — М.: Энергоатомиздат, 1983. - 616 с. ил.
7.Д. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник/ И.Х. Евзеров, А.С.Горобец, Б.И.Мошкович и др.; Под ред. канд. техн. наук В.М. Перельмутера. М.: Энергоатомиздат, 1988. -319 с.: ил.
8.Д. Перельмутер В.М., Сидоренко В.А. Системы управления тиристорными электроприводами постоянного тока. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 304 с., ил.
9.Д. Ильинский Н.Ф. Электропривод: энерго- и ресурсосбережение: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Н.Ф.Ильинский, В.В.Москаленко. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 208 с.
10.Д. Браславский И.Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / И.Я.Браславский, З.Ш.Ишматов, В.Н.Поляков ; Иод ред. И.Я. Браславского. -М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 256 с.
11 .Д. Браславский И.Я. Асинхронныц полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 224 с.: ил.