3.2. Тиристорный управляемый преобразователь

Тиристорный управляемый преобразователь характеризуется в математической модели двумя показателями: коэффициентом передачи и временем запаздывания.

Коэффициент передачи ТП связывает максимальное выходное ЭДС преобразователя и напряжение управления .

По принципу своего действия ТП не содержит в своей структуре элементов характеризующих инерционность. Тем не менее ТП имеет естественное запаздывание при формировании выходного напряжения от точки естественной коммутации. Величина запаздывания зависит от момента изменения управляющего сигнала. Среднестатическая величина запаздывания:

Для защиты от помех на вход СИФУ ставится фильтр с постоянной времени:

Для реальных частот управляющего сигнала ТП может быть представлен как инерционное звено 1-го порядка:

; где

Системы непрерывного управления

В таких системах предусматривается регулируемый источник питания, реализованный на базе статического преобразователя (тиристорного или транзисторного). По принципу построения системы:

• система подчиненного регулирования;

• система модального регулирования.

Системы подчинённого регулирования

3.3. Принцип действия систем подчиненного регулирования

В СУЭП создается столько контуров управления сколько координат необходимо контролировать. Для регулирования каждой координаты создается свой контур регулирования.

Система строится следующим образом (рис.) Где - передаточная функция регулятора; - координаты подлежащие коррекции; - передаточная функция объекта управления. Выход регулятора внешнего контура является заданием для внутреннего регулятора, т.е. внутренний контур подчинен внешнему контуру. Порядок дифференциальных уравнений описывающих динамические свойства контура не выше 3-й степени. Настройка контуров производится независимо друг от друга начиная с внутреннего контура и кончая внешним.

Рис. Пример системы подчиненного регулирования

3.4. Принцип оптимизации настройки контуров

Для случая, когда объект линеен и стационарен, а система скалярна, разработано большое число методов синтеза регуляторов. Наиболее популярны при решении инженерных задач методы построения эталонных передаточных функций замкнутых систем.

В этом случае заданы передаточные функции замкнутой эталонной системы и обьекта управления. Задача заключается в нахождении ПФ регулятора.

Одним из первых такие эталонные ПФ, основанные на использовании теории низкочастотных фильтров, разработал Баттерворс (Баттерворт). Замкнутый контур динамически оптимален, если он одинаково передает на выход разночастотные входные сигналы на возможно большем интервале частот. Идеальный, ЗК недостижим из-за ограниченных возможностей реальных регуляторов, и конечной полы пропускания датчиков (запаздывания).

Для замкнутых контуров описываемых уравнением 2-го порядка оптимальный переходной процесс при ступенчатом входном сигнале рис..

Описывается следующей передаточной функцией:

Настройка на такой контур называется настройкой на модульный оптимум (технический, практический). Т.е. практически реализуемый. Регулятор, построенный по такому принципу, компенсирует инерционности обьекта управления, кроме малых фильтровых, обеспечивая максимальное быстродействие замкнутому контуру. Для обьекта управления в виде колебательного звена второго порядка потребуется ПИД-регулятор, для апериодического звена первого порядка - ПИ-регулятор; для интегрального звена – П-регулятор.

Рис. Переходной процесс ЗК при настройке на МО

Для контуров 3-го порядка описывается следующим уравнением:

Рис. Переходной процесс ЗК при настройке на CО

Данная настройка носит название симметричный оптимум (СО). Название получила из-за симметрии относительно точки частоты среза ЛАЧХ оптимизированного разомкнутого контура. Применяется в тех случаях, когда статическая погрешность СУЭП недопустима.