EMS
.pdf
Третий этап - выбор измерительного устройства (класс точности) и оценка передаточной функции разомкнутой системы на основе анализа требуемой точности.
На этом этапе происходит «замыкание» системы управления:
-физическая реализация обратной связи
-решение проблем управления по ошибке
Физическая реализация
Электрическая и электромеханическая коммутация
Программная коммутация
Проблемы возникающие при управлении по ошибке
-возможна потеря устойчивости, даже если разомкнутая система была устойчива
-достижение нужного качества регулирования, прежде всего минимизация ошибок системы при типовых воздействиях
Необходимо оценить ПФ разомкнутой системы с учетом требований к устойчивости и качеству
Оценка передаточной функции (ПФ) разомкнутой системы
Wp |
( p) |
Kдв |
Кум Купу К ред КИР |
K р |
|
р(Тдв р 1) |
р(Тдв р 1) |
||||
|
|
|
В этой передаточной функции известны все параметры кроме общего коэффициента передачи.
Кр зависит от ошибок, оговоренных в ТЗ.
Ошибки делятся на
-структурные, которые зависят от вида сигнала и передаточных функций системы,
-ошибки измерительных устройств,
-ошибки от редуктора и других элементов.
Ошибки редуктора в упрощенном расчете не задаем из-за
сложности. Их учет можно найти в рекомендуемой литературе.
сист стр изм ред |
ред 0 |
По ТЗ ошибка дается для двух вариантов движения системы:
для равномерной заводки вх (t) max t
для синусоидальной заводки
Оценка коэффициента разомкнутой системы при равномерной заводке
|
|
|
|
|
|
|
ир датч2 |
приемн2 |
пр |
I кл |
пр II кл |
пр III кл |
|
Следует учитывать, что ошибки измерителя рассогласования в справочной литературе даны в градусах.
M ( p) |
M |
M н ( p) |
M н |
|
p |
||||
p |
|
|||
|
|
|
вх ( р) нм
р2
K p |
Kир (Kдм ) K ум Kпредв Kдв |
1 |
|
ip |
|||
|
|
lim |
стр |
(t) |
|
lim p |
( p) = |
нм |
M |
|
Kи ip |
M н |
Kи |
ip2 p |
|
|
|
|
|||||||||
t |
|
стр |
|
K p |
K p |
|
K p |
|||||
|
|
|
p 0 |
|
|
|
||||||
|
|
нм M |
Kи |
M н |
Kи |
K p |
|
ip |
ip2 p |
||
структ |
|
||||
|
|
|
|||
Получаем оценку Кр для разных классов точности ИР
1, 2, 3 - линейная заводка
Всегда при проектировании системы стремятся сделать как можно меньше.
Для нахождении положения частотной характеристики разомкнутой системы на частоте 1
откладываются три контрольные точки со значениями для трех вариантов классов точности используемых сельсинов в схеме измерителя рассогласования.
Оценка коэффициента разомкнутой системы при синусоидальной заводке
вх А sin t
|
Wзамкн ( р) |
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
K p |
|
|
|
||
|
|
|
|
структ (t) стр sin( t ) |
|
j (Tj 1) |
|
|
|
||
|
|
Wp ( j ) |
|
|
|
|
структ ( р) |
|
1 |
вх ( р) |
стр |
|
|
1 |
Am |
Am |
|
Wp ( j ) |
|
|
Am |
|
|
|
|
|||||||||||
|
K p |
|
1 Wp ( j ) |
Wp ( j ) |
|
|
||||||||
1 |
|
|
|
|
стр |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
p(Tдв р 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Получаем оценку еще трех контрольных точек
1, 2, 3 - линейная заводка 4, 5, 6 - синусоидальная заводка
После оценки Кр можно оценить запасы устойчивости и качество системы
W ( j ) |
K p |
cp : |
|
W |
j |
|
1 |
|
|
|
|||||||
|
||||||||
|
j (Tj 1) |
|
|
( ) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Оценка быстродействия |
t p |
|
(2 4) |
|
ср |
||||
|
|
|
Как правило, получающаяся система без дополнительной коррекции не удовлетворяет условиям ТЗ в замкнутом состоянии.
В курсе рассматриваются два вида корректирующих обратных связей, использующих сигнал с тахогенератора на валу двигателя:
- жесткая обратная связь (ЖОС), - гибкая обратная связь (ГОС).
Четвертый этап – коррекция системы. Подчиненное регулирование
У нас имеется математическое описание и подобранные элементы всей системы за исключением УПУ.
Wp ( p) |
Kдв |
К ум К упу К ред КИР |
K р |
р(Тдв р 1) |
р(Тдв р 1) |
На предыдущем этапе мы подобрали Кр исходя из требований к точности нашей САУ.
Проверили показатели качества и оказалось, что запаса по фазе недостаточно.
Так как на данном этапе менять предыдущие элементы проблематично, а некоторые характеристики принципиально не изменятся с заменой элементов, то необходимо вводить корректирующие элементы.
Виды коррекции
Корректирующие фильтры САУ включают либо последовательно, параллельно, либо в местные обратные связи.
Последовательная коррекция
Параллельная коррекция
Коррекция с помощью обратной связи
Для решения задачи коррекции применяют различные методы синтеза корректирующих устройств, которые заключаются в определении параметров (вплоть до физической реализации) элементов необходимых для исправления характеристик системы В тех случаях, когда есть возможность ввести корректирующую обратную связь, ей отдают предпочтение по сравнению с последовательной коррекцией. В электроприводе дополнительные обратные связи часто называют «подчиненным управлением» или
«подчиненный регулированием».
Подчиненное управление
Ввод дополнительных обратных связей в контуры управления является достаточно распространенным способом организации САУ электроприводом. Такой способ управления повышает точность и качество управления наряду с обеспечением необходимых запасов устойчивости.
На первой лекции приводился пример обобщенной функциональной схемы ЭМС
На этой схеме мы видим внутренние корректирующие обратные связи по току, охватывающие УМ, и по скорости, охватывающие ИД и УМ соответственно.
Ниже представлена классическая трехконтурная система подчиненного регулирования с последовательной коррекцией.