5 Синтез системи автоматичного керування

Рисунок 5.1 – Структурна схема синтезуємої системи підпорядкованого регулювання швидкості

Система підпорядкованого регулювання складаєтся з трьох контурів. Для кожного контуру пегулювання синтезуємо свій регулятор. Регулятор струму збудження обираємо ПІ-типу. При виборі його параметрів виходимо з умов компенсації великих сталих часу контуру. Оптимізацію контуру проводимо за модульним оптимумом. Не забуваємо й про обмеження величини струму збудження на максимальному (рівному номіналу) та мінімальному рівні. Регулятор струму якоря обираємо ПІ-типу. При виборі його параметрів виходимо з умов компенсації великих сталих часу контуру. Оптимізацію контуру проводимо за модульним оптимумом. Обмеження величини струму якоря реалізуємо, обмежуючи вихід регулятора швидкості. Регулятор швидкості вибираємо ПІ-типу для досягнення астатизму системи за навантаженням. На вході системи встановимо задавач інтенсивності.

5.1 Синтез контуру регулювання струму збудження

Рисунок 5.2 – Структурна схема КРСЗ

На схемі зображено - мала некомпенсована стала часу контуру:

с

(5.1)

де с - стала часу тиристорного перетворювача;

с - стала часу, яка служить мірою інерційності операційного підсилювача, залежить від серії уніфікованих елементів;

с - стала часу давача струму збудження.

Розрахуємо - коефіціент підсилення ТПЗ:

(5.2)

де В – максимальна ЕРС ТПЗ.

Коефіціент зворотного зв’язку за струмом збудження знаходимо з умови масимуму сигналу давача струму збудження при номінальному струмі збудження:

(5.3)

де - максимальна напруга на виході давача струму збудження

Передавальна функція регулятору струму збудження:

(5.4)

де - стала часу інтегрування розімкненого КРСЗ

При налагоджуванні на МО:

с

(5.5)

Передавальна функція замкненого КРСЗ:

(5.6)

5.2 Синтез контуру регулювання струму якоря

Рисунок 5.3 – Структурна схема КРСЯ

Так як маємо Т_М, що майже в 2 рази перевищує Т_я, і так як Т_М набагато більше за Т_=0,003, то впливом зворотної ЕРС двигуна можно знехтувати, так як реальні перехідні процеси мало відрізняються від розрахункових.

Синтезуємо ПІ-регулятор струму якоря з наступною передавальною функцією:

(5.7)

Використовуючи оптимізацію за МО, отримуємо:

с

(5.8)

Коефіціент зворотного зв’язку за струмом якоря обираємо за умовою, щоб при струмі упору вихідний сигнал давача струму не перевищував максимально дозволеного значення напруги (10 В) для блоків УБСР. Враховуємо при цьому перерегулювання за струмом:

(5.9)

де - струм упору.

Коефіціент підсилення КРСЯ пропорційний частоті обертання двигуна , тому доцільно вести настроювання регулятора струму якоря при =_макс. Частота  може змінюватия у доволі великих межах, що робить контур нелінійним. З метою лінеарізації КРСЯ, тобто для того, щоб забезпечити незмінність коефіціента підсилення КРСЯ, використовуємо наступну схему:

Рисунок 5.4 – Схема лінеарізації КРСЯ

де - коефіціент підсилення дільника;

.

де ;

- максимальне значення напруги на виході давача швидкості.

Передавальна функція замкненого КРСЯ:

(5.10)