23 Наладка каскадных систем

Каскадные системы регулирования относятся к классу многоконтурных систем, динамическое поведение (и, следовательно, наладка) которых в общем случае намного сложнее поведения и настройки одноконтурных систем.

Однако, каскадные системы регулирования представляют собой наи-более простой вид многоконтурных систем, поскольку они не содержат пе-рекрещивающихся связей (см. рис. 2.14, 2.15).

Это дает возможность выполнять наладку таких систем путем разделе-ния системы на простейшие контуры, начиная с внутреннего.

Целью наладки каскадных систем является определение настроечных параметров всех последовательных корректирующих устройств, обеспечи-вающих требуемое качество работы как каждого контура системы, так и всей системы в целом.

Поскольку в корректирующих устройствах всех каскадов, как правило, применяются типовые законы регулирования, то наладка заключается в опре- делении для КУ значений соответствующих коэффициентов пропорцио-нальности, времен интегрирования и времен дифференцирования.

Наладка каскадной системы упрощается, если инерционность каждого внутреннего контура существенно меньше инерционности контура, внешнего по отношению к данному контуру.

В этом случае динамические свойства внутреннего контура слабо влия-ют на поведение (и наладку) внешнего контура, и внутренний контур в составе внешнего можно рассматривать как элемент, передаточную функцию которого приближенно можно принять равной единице.

Наладка двухкаскадной системы.

Порядок наладки: 1 Выделяется 1-й каскад системы, структурная схема которого показана на рис. 13.16.

Рис. 13.16 Структурная схема 1-го каскада. 2 Определяется передаточная функция приведенного вспомогатель- ного объекта регулирования

Wопв(s) = Wу(s) Wим(s) Wро(s) Wорв(s) Wдв(s).

Структурная схема 1-го каскада с приведенным вспомогательным объ- ектом регулирования приведена на рис. 13.17.

3 определяются настроечные параметры корректирующего устройства 1-го каскада.

Теперь 1-й каскад можно заменить одним эквивалентным звеном

с передаточной функцией W1к(s) и представить структурную схему 2-го каскада (всей системы регулирования) в виде, показанном на рис. 13.18.

Рис. 13.18 Расчетная структурная схема 2-го каскада.

Передаточная функция 1-го каскада определяется выражением:

5 Составляется структурная схема 2-го каскада (всей системы) с приведен- ным главным объектом регулирования (рис. 13.19).

Рис. 13.19 Структурная схема 2-го каскада с приведенным главным объектом регулирования.

Передаточная функция главного приведенного объекта имеем вид:

Wопг(s) = W1к(s) Wорг(s) Wдг(s).

6 определяются настроечные параметры корректирующего устройства 2-го каскада. Например, если в устройстве использован ПИД закон регулирования