1.11 Построение системы автоматического управления

Управление скоростью механизма качания кристаллизатора предполагает поддержание заданной величины скорости при наличии изменяющегося статического момента, и обеспечение изменения скорости в любой момент времени по команде оператора или локальной системы.

Управление скоростью электропривода осуществляется в зависимости от технологических требований или ограничений, накладываемых механическим оборудованием. Способ управления определяет структуру регулирования скорости всей системы. В данном случае она может быть однозонной, повышение скорости достигается за счёт повышения подводимого напряжения[10].

Для тиристорного электропривода постоянного тока для непрерывного режима, структурная схема силовой части которого представлена на рисунке 1.6., согласно принципу построения системы подчинённого регулирования координат должны быть организованы два контура регулирования (в соответствии с числом больших постоянных времени). Внешний контур служит для регулирования скорости, внутренний для подчинённого регулирования тока якоря 15.

Рисунок 1.6. – Структурная схема объекта регулирования

Объектом регулирования внутреннего контура является тиристорный преобразователь (ТП) и якорная цепь двигателя (ЯЦ), а внешнего – механическая часть привода (М).

Согласно принятым на практике критериям оптимизации по модульному и симметричному оптимуму, регулятор тока выбирается пропорционально- интегральным (ПИ-РТ), а регулятор скорости выбирается пропорциональным (П-РС) или пропорционально- интегральным (ПИ-РС).

1.11.1 Принципы построения системы автоматического управления

В настоящее время система автоматизированного электропривода постоянного тока строится на базе системы подчиненного регулирования координат с последовательной коррекцией, которая в сравнении с системами регулирования с параллельными обратными связями имеют меньшее быстродействие, но отличаются более качественными переходными процессами, эффективным ограничением регулируемых координат, простотой расчёта и наладки.

Объект регулирования представляется в виде последовательно соединённых звеньев, выходными параметрами которых являются существующие координаты объекта (ток, напряжение, ЭДС, магнитный поток, момент, скорость и др.). Для управления каждой из этих координат организуется отдельный регулятор, образующий с объектом контур, замкнутый соответствующей обратной связью. При этом замкнутые контуры образуют систему автоматического регулирования, в которой имеется внутренний контур регулирования и внешний, включающий в себя внутренний контур и следующее звено управления. Выходной сигнал каждого контура является заданием для последующего, т.е. каждый внутренний контур подчинён внешнему.

В общем случае передаточная функция регулятора может быть рассчитана по следующему выражению:

, (1.53)

где W_oi(p) – передаточная функция объекта регулирования i-го звена;

Т_ - некомпенсируемая магнитная постоянная времени контура;

k_oi, k_oi-1 – коэффициенты обратной связи рассчитываемого и

предшествующего контуров.

Тогда замкнутые контуры регулирования будут соответствовать оптимальным фильтрам Баттерворса, которые построены в соответствии с теорией оптимального управления по минимуму интегральной квадратичной ошибки регулирования.