Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методическое пособие по ОТУ.doc
Скачиваний:
1063
Добавлен:
15.03.2015
Размер:
7.14 Mб
Скачать
  1. В соответствии с характеристикой Lку(), полученной на рис. 4.39 графически, передаточная функция

.

4.5. Синтез последовательных корректирующих устройств (регуляторов) в системах подчиненного регулирования

Системой подчиненного управления (СПУ) называется система автоматического управления, состоящая из нескольких вложенных друг в друга замкнутых контуров, настроенных так, что внутренний контур подчиняется внешнему контуру, который вырабатывает сигнал управления для внутреннего контура и управляет им. Классическая структура СПУ показана на рис. 4.40. Она включает в себя три контура, каждый из которых содержит свой собственный регулятор и датчик регулируемой величины.

Таким образом, основными принципами построения СПУ являются:

 декомпозиция объекта управления на несколько (на рис. 4.40) на три управляемых частей с контролем и управлением выходной величины каждой части;

 последовательная коррекция свойств каждого контура с помощью включаемых в начало прямого канала каждого контура регуляторов; основным назначением регулятора является компенсация основных инерционностей контура;

 подчиненность внутренних контуров внешним.

Структура и параметры последовательных корректирующих устройств (регуляторов) выбираются исходя из определенных критериев. Сам процесс выбора структуры и параметров регулятора в контуре системы подчиненного управления получил название способа настройки контура. В настоящее время для настройки контуров СПУ используются, главным образом, два основных способа настройки:

  • настройка на “оптимум по модулю” (ОМ);

  • настройка на “симметричный оптимум” (СО).

4.5.1. Настройка на “оптимум по модулю”

Настройка контура на ОМ обеспечивает характеристики, замкнутого контура, подобные характеристикам устойчивого колебательного звена второго порядка с коэффициентом демпфирования  = 0.707 и быстродействием, определяемым суммарной малой постоянной времени контура.

Передаточная функция замкнутого контура, настроенного на ОМ

,

где kд – коэффициент передачи датчика обратной связи контура; T - суммарная малая постоянная контура, равная сумме малых постоянных времени части объекта управления, входящей в контур и датчика обратной связи.

Передаточная функция разомкнутого контура, настроенного на ОМ

соответствует системе с астатизмом первого порядка. ЛАФЧХ разомкнутого и замкнутого контуров представлены на рис. 4.41.

Переходная характеристика контура, настроенного на ОМ, будет иметь вид, показанный на рис. 4.42.

Она характеризуется перерегулированием  = 4.3% и временем первого согласования t1 = 4.7T.

Рассмотрим, каким должны быть тип и параметры регуляторов при настройке на ОМ контуров с различными передаточными функциями объектов управления. Объектом управления в контуре считаются все элементы контура, включая датчик обратной связи, кроме регулятора.

1. Позиционный объект с одной главной инерционностью

,

где k0 – коэффициент передачи объекта (равный произведению коэффици­ентов всех элементов, входящих в объект); T0 – основная постоянная вре­мени объекта, характеризующая главную инерционность объекта.

Желаемая передаточная функция разомкнутого контура при настойке на ОМ

.

Учитывая, что регулятор включен последовательно с объектом, имеем

Получили передаточную функцию регулятора, реализующего пропорцио­нально-интегральный (ПИ) закон регулирования, у которого коэффициент , а постоянная времени Tp = T0.

  1. Объект интегрального типа

.

Передаточная функция регулятора

Видим, что необходим пропорциональный (П) регулятор с коэффициентом . Заметим, что выражение коэффициента kp совпадают с тако­вым предыдущего пункта.

3. Позиционный объект с двумя преобладающими постоянными вре­мени.

.

Действуя аналогично п. п. 1 и 2, находим передаточную функцию регулятора

Необходим регулятор с передаточной функцией

где ;Tp1 = T01, Tp2 = T02.

Такой регулятор называется пропорциоанльно-интегрально-диффе­ренциальным (ПИД), который имеет три параметра настройки (kp, Tp1, Tp2).

Соседние файлы в предмете Основы Теории Управления