2.2 Методичні вказівки до другої частини курсової роботи "Послідовна корекція з підпорядкованим регулюванням координат"

У сучасних системах автоматизованого електроприводу дуже широко використовується інженерний метод корекції, що ґрунтується на так званих стандартних налагодженнях контурів регулювання. Необхідність розробки цього методу пояснюється такими особливостями електроприводів:

1. Сучасні системи електроприводів – це, як правило, системи "Тиристорний перетворювач - двигун постійного струму" (ТП-Д), які використовують практично безінерційний перетворювач з невеликим часом запізнювання

, (5)

де с.

2. Необхідність регулювання декількох координат: струму (моменту), напруги, швидкості, переміщення. Наприклад, в перехідних режимах для швидкодії бажано регулювати (підтримувати постійним) момент двигуна, після перехідного процесу (виходу на задані умови роботи) – швидкість, що має зберігатися постійною при зміні навантаження в статичних (тобто забезпечувати жорстку механічну характеристику) і динамічних режимах. В електроприводах, що забезпечують позиціювання, перед зупинкою потрібно регулювати переміщення.

3. У динаміці бажано забезпечити мінімум перерегулювання і найбільшу швидкодію.

Нехай об'єкт керування характеризується передаточною функцією

, (6)

де K_i – коефіцієнт підсилення кожної з n ланок, ; – час запізнення тиристорного перетворювача; Т_j – сталі часу інерційних ланок, до них відносяться також еквівалентні сталі часу коливальних ланок з великим коефіцієнтом демпфування ( > 0,7)

Усі сталі часу поділяють на великі, які визначають при даному коефіціенті підсилення швидкодію контуру, і малі, від яких залежить лише область високих частот ЛАЧХ; останні незначно впливають на якість перехідних процесів. Малі сталі – це такі, які задовольняють умову (2). Для електропривода (фільтрів СІФК, тиристорів і т.д.) реально малі сталі часу – це величини порядку 0,005 ... 0,012 с.

Зміст корекції для кожної регульованої координати полягає в тому, що для зниження часу регулювання бажано компенсувати вплив великих сталих часу, а для усунення статичної похибки за завданням – ввести інтегрувальну ланку зі сталою часу , від якої залежить коливальність замкнутої системи. Малі сталі часу компенсувати недоцільно, тому що вони, істотно не впливаючи на час регулювання t_p, помітно обмежують високочастотні перешкоди. Таким чином, заданий контур регулювання за допомогою послідовної корегуючої ланки – регулятора - приводять до такого, який, маючи астатизм першого порядку, забезпечує високу швидкодію завдяки малим сталим часу, які не компенсуються; у розімкнутому стані його передаточна функція має вигляд

, (7)

де T_Н – сума малих сталих часу.

Далі залежно від кількості великих сталих часу у контурі вибирають регулятор (корегуючу ланку). Для визначення передаточної функції регулятора можна користуватись формулою

. (8)

Найчастіше при корекції на модульний технічний оптимум використовуються пропорційні (П) чи пропорційно – інтегрувальні (ПІ) регулятори. У цьому випадку Т/Т_н=2 . Якщо виконується корекція на симетричний оптимум додатково вмикається ПІ – регулятор.

Крім того, необхідно пам'ятати, що для кожного зовнішнього контуру некомпенсована стала часу збільшується вдвічі, тобто, якщо для контуру струму Т=2Т_н, то для контуру швидкості Т/Т_н = 4, а для контуру пересування – Т/Т_н = 8.