- •Московский государственный открытый университет в.П.Грехов, м.Н. Зарицкий, г.А.Ключникова, а.В.Куприков теория автоматического управления
- •1. Основные понятия и определения
- •2. Математическое описание звеньев и систем автоматического управления
- •2.1. Передаточные функции линейных звеньев и систем автоматического управления
- •Формула преобразования Лапласа
- •2.2. Передаточные функции соединения звеньев
- •2.3. Структурные схемы линейных сау и их преобразование
- •3. Характеристики линейных звеньев и систем
- •3.1. Временные характеристики
- •3.2. Частотные характеристики
- •3.3. Типовые динамические звенья и их передаточные функции
- •В) Идеальное дифференцирующее звено
- •3.4. Временные характеристики типовых динамических звеньев
- •3.5. Частотные характеристики типовых динамических звеньев
- •3.6. Построение логарифмических частотных характеристик последовательного
- •4. Устойчивость линейных систем автоматического управления с постоянными параметрами
- •4.1. Введение в теорию устойчивости линейных стационарных сау
- •Математическое определение понятия “устойчивость”
- •4.2. Алгебраические критерии устойчивости
- •4.3. Частотный критерий устойчивости Найквиста
- •4.4. Анализ устойчивости по логарифмическим частотным характеристикам. Запасы устойчивости
- •4.5. Влияние структуры и суммарного коэффициента системы на устойчивость
- •5. Синтез замкнутых систем регулирования
- •5.1. Содержание технических требований
- •Ступенчатого воздействия fз
- •5.2. Общий порядок синтеза корректирующего устройства и вид желаемой лачх
- •С вч – участком (-40 дб/дек)
- •(-60 Дб/дек) рис. 5.3.А - –20, -20, -60 дб/дек; рис.5.3.Б - -40, -20, -60 дб/дек
- •5.3. Передаточные функции типовых замкнутых систем регулирования
- •5.4. Пример синтеза системы регулирования Задача
- •Технические требования к системе регулирования
- •Передаточные функции двигателя по управляющему воздействию и по возмущению.
- •Определение параметров желаемой передаточной функции.
- •Определение передаточной функции корректирующего устройства
- •Техническая реализация корректирующего устройства
- •В синтезированной системе электропривода
- •6. Многоконтурные системы регулирования
- •6.1. Многоконтурные системы с подчиненным регулированием координат
- •I, , - регулируемые координаты,f1, f2, f3 - возмущения
- •6.2. Принципы оптимизации в системах подчиненного регулирования
- •Модульный оптимум настройки контуров регулирования
- •Симметричный оптимум настройки контуров регулирования
- •6.3. Порядок синтеза контуров в системах с подчиненным регулированием координат
- •6.4. Тиристорный преобразователь и шир – регуляторы как динамические звенья
6.4. Тиристорный преобразователь и шир – регуляторы как динамические звенья
Базовой величиной при определении быстродействия контуров и системы электропривода в целом является малая постоянная времени некомпенсируемого апериодического звена контура регулирования тока ТТ. Таким звеном в электроприводах постоянного тока является тиристорный преобразователь или ШИР – регулятор на базе транзисторного преобразователя, от которого питается якорная цепь электродвигателя. Эти преобразователи по принципу своей работы являются дискретными элементами. После включения очередного тиристора или транзистора воздействие на преобразователь возможно только спустя некоторое время, когда система управления подаст следующий импульс на открывание очередного тиристора (транзистора). Строго говоря, тиристорный преобразователь представляет собой нелинейное динамическое звено с запаздыванием, имеющее передаточную функцию
, (6.22)
где КТП – нелинейный коэффициент усиления тиристорного преобразователя; в расчетах берется максимальная величина КТП при углах регулирования близких к 900, когда выпрямленное напряжение ;
- среднестатистическое запаздывание;
- частота питающей сети;
- число пульсаций выпрямленного напряжения, за период питающего напряжения .
Обычно приближенно считают, что тиристорный преобразователь является линейным звеном с передаточной функцией
, (6.23)
при этом постоянная времени ТТП принимается равной среднестатистическому запаздыванию и зависит от используемой схемы выпрямления:
- ТТП=0.01с для однофазной двухполупериодной схемы;
- ТТП=0.0066с для трехфазной нулевой;
- ТТП=0.0034с для трехфазной мостовой схемы.
Следовательно, в быстродействующих системах электропривода целесообразно применять тиристорные преобразователи с мостовой схемой выпрямления.
Полупроводниковые преобразователи с широтно-импульсным управлением также удобно представлять в виде непрерывного инерционного звена с постоянной времени , где fн – несущая частота ШИР - регулятора. Эти преобразователи обладают высоким быстродействием, поскольку несущая частота составляет несколько тысяч Гц.