17.4.2. Динамический синтез двухконтурной системы регулирования скорости электропривода постоянного тока с тиристорным преобразователем

Рассмотрим динамический синтез цифровых регуляторов тока и скорости [3-4].

Динамический синтез цифрового регулятора тока.

При решении поставленной задачи используем следующие допущения: режим непрерывного тока в якорной цепи двигателя; динамика контура тока рассматривается в малом диапазоне изменения угла открывания ТП (); рассматривается дискретная расчётная динамическая модель тиристорного преобразователя с усреднением на интервале проводимости (Т_п).

В этом случае структурную схему ТП можно представить линейным импульсным звеном с неизменным периодом квантования сигнала по времени, равного

T_п=1/mf_c=Т, (17.62)

и экстраполятором нулевого порядка (см.рис.17.14).

Передаточная функция такого звена для малых отклонений и выходной переменной

имеет вид:

, (17.63)

где: - передаточный коэффициент ТП по току, А/рад;

R_яц – суммарное сопротивление якорной цепи, Ом;

U_d0 – среднее значение выпрямленного напряжения при =0.

К

Рис.17.14. Структурная схема ТП как дискретного звена в режиме непрерывного тока

роме дискретности ТП, в контуре тока имеет место дискретность цифровой системы управления –Т. Если требуемое для измерения тока и рас-чёта по алгоритму управление значение Т меньше Т_п, то за результирующую дискретность цифрового контура тока принимают Т_п.

Структурная схема цифрового контура тока без учёта противо-э.д.с. двигателя представлена на рис.17.15. За входную переменную принято приращение угла открывания ТП _зТ, которое задаёт требуемое изменение тока, а за выходную переменную приращение за период проводимости Т_п тока I или соответствующую ему величину сигнала обратной связи по току, выраженную через угол открывания ТП - _оТ=К_ацпк_ОТi=К’_ОТi, где к_ОТ – передаточный коэффициент датчика тока, К_ацп – передаточный коэффициент АЦП.

Рис.17.15. Структурная схема цифрового контура регулирования тока

Для определения ДПФ W_рТ(z) воспользуемся расчётными формулами (17.49) и (17.52). Согласно структурной схеме

, (17.64)

где: Т_я – электромагнитная постоянная времени якорной цепи ТП-Д.

(17.65)

где: d_я=е^-Т/Тя.

Тогда

. (17.66)

Полученная желаемая ДПФ замкнутого контура тока

, (17.67)

где: d_Т=е^-Т/Тт , даёт возможность получить ДПФ разомкнутого контура

. (17.68)

Так как ДПФ приведённой непрерывной части

, (17.69)

где: d_я=е^-Т/Тя, то ДПФ регулятора тока будет иметь следующий вид:

. (17.70)

Итак, с учётом принятых для оптимизации цифрового контура тока допущений получен цифровой регулятор тока (ЦРТ) с ДПФ, соответствующий цифровому ПИ – регулятору. Пропорциональная часть ЦРТ определяется коэффициентом

. (17.71)

Интегральная часть ЦРТ определяется выражением

. (17.72)

Обратим ещё раз на знаменатель интегральной части. Так как Z=e^pT, то при р=0, z=1. Это значит, что в знаменателе дискретного интегратора должен присутствовать двучлен (z-1).