8.3. Принцип построения оптимальных систем подчиненного регулировнния

Система подчиненного регулирования (рис. 8.14) состоит из объекта регулирования и регулирующей части. САР строится в виде кон­туров регулирования, начиная от внутреннего, первого контура регулиро­вания. Каждый контур регулирования содержит регулятор и отдельные звенья объекта регулирования с одной или двумя большими постоянными времени и одной малой некомпенсируемой постоянной времени. На выхо­де первого регулятора обычно устанавливается фильтр (или звенья с ма­лой постоянной времени ) обеспечивающий необходимую помехоза­щищенность системы, а следовательно ее работоспособность).

Регулятор каждого контура выполняет следующие задачи:

• регулирует одну выходную координату данного контура у в соответ­ствии с ее заданным значением;

• компенсирует одну или две большие постоянные времени объекта регулирования.

На вход каждого регулятора подаются два сигнала:

• сигнал, пропорциональный действительному значению регули­руемой координаты данного контура;

• сигнал, пропорциональный заданному значению регулируемой ко­ординаты и подаваемый с выхода регулятора внешнего, по отно­шению к рассматриваемому, контура регулирования.

Рис. 8.14. Структурная схема системы подчинённого регулирования

Аналогично строятся все контуры, вплоть до n-го контура регулирова­ния. Каждый внутренний подчинен внешнему контуру регулирования. Сиг­нал на вход задания внешнего регулятора подается от внешнего задающего устройства.

Передаточные функции регуляторов выбираются таким образом, чтобы обеспечить оптимальность контура регулирования и получить его оптималь­ную передаточную функцию. Сущность принципа подчиненного регулирова­ния заключается не только в том, чтобы последовательно регулировать ко­ординаты объекта регулирования, но и компенсировать инерционности этого объекта, т.е. такие системы осуществляют также коррекцию системы регули­рования. Такую коррекцию называют последовательной. Принцип коррекции и компенсации инерционностей объекта регулирования рассмотрен ниже.

РЕАЛИЗАЦИЯ ОГРАНИЧЕНИЙ В СИСТЕМАХ ПОДЧИНЕННОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ

Одним из важных достоинств систем подчиненного регулирования яв­ляется простота и надежность реализации ограничений любой регулируе­мой координаты. Например, в электроприводе постоянного тока обязательно должен быть ограничен ток на допустимом уровне из-за ус­ловий удовлетворительной коммутации. Необходимо ограничивать и ве­личину производной тока для улучшений условий нормальной коммутации двигателей и др. (рис. 8.15).

Рис. 8.15. Реализация ограничений в системе регулирования

Регулятор внутреннего контура осуществляет регулирование выход­ной величины внутреннего контура в соответствии со значением за­данного входного сигнала внутреннего контура . Поэтому для ограни­чения выходной величины контура необходимо ограничивать его задан­ную величину. А т.к. для систем подчиненного регулирования сигнал зада­ния для внутреннего контура подается с выхода регулятора внешнего кон­тура, то ограничивать выходную величину внутреннего контура можно, осуществляя ограничения выходного сигнала регулятора внешнего конту­ра. Поэтому при реализации системы подчиненного регулирования в регу­ляторах предусматривают блок ограничения выходного сигнала.