2.2.5 Реализация регулятора тока на операционных усилителях

Для упрощения процесса построения регулятора тока на операционных усилителях, преобразуем его ПФ (8) следующим образом:

(8')

Первое слагаемое в (8') представляет собой произведение изодромного и апериодического звеньев, второе — это апериодическое звено, третье — инерционное дифференцирующее звено. Из курса "Электроники" известно, как собрать на операционных усилителях эти звенья.

Рисунок 10 — Регулятор тока на операционных усилителях

Схема, как видно, состоит из трех параллельных ветвей, замыкающихся выходами на инвертирующий сумматор на операционном усилителе, поэтому выходной сигнал u₂будет инвертирован относительно входногоu₁. В случае необходимости согласованияu₁ иu₂ потребуется поставить дополнительно на выходе сумматора инвертор. Этот прием был применен в средней ветви схемы, поскольку апериодическое звено построено на инвертирующем операционном усилиителе. Верхняя ветвь отвечает за ПФ. Произведение изодромного и апериодического звеньев сделано путем последовательного соединения их схем на инвертирующих операционных усилителях, и так как каждое звено инвертирует сигнал, то согласования входа и выхода верхней ветви не требуется. Нижняя ветвь, реализующая инерционное динамическое звено, входной сигнал не инвертирует.

Рассчитаем параметры схемы. Известно, что

Задав R₁=R₃=R₅= R₈=R₁₂=R₁₇= R₁₈= 500 Ом,R₁₃= 300 Ом,R₁₄= 50 Ом получим, чтоС₁=== 240 мкФ,С₂=С₃=== 10 мкФ, С₄=== 40 мкФ,R₂= =  = 380 Ом,R₄=R₆=R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₆= 500 Ом,R₇= 110 Ом,R₁₅== =  = 310 Ом.

2.3AmLahx— программа построения асимптотических лачх и синтеза регуляторов методом желаемых лачх

2.3.1 Общие сведения о программе

Программа AmLAHXпредназначена для выполнения в средеMatLab6.0 или выше и предоставляет пользователю следующие возможности:

1. имеет GUI-интерфейс;

2. строит асимптотические ЛАЧХ динамических объектов, заданных в виде передаточных функций;

3. строит в диалоговом режиме желаемую ЛАЧХ разомкнутой системы по задаваемым критериям качества, в том числе, программа позволяет выбирать пользователю сопрягающие участки (их наклоны) в зависимости от вида ЛАЧХ объекта управления;

4. обеспечивает автоматическое вычитание из ЛАЧХ разомкнутой системы ЛАЧХ объекта управления и построение таким образом ЛАЧХ регулятора, возвращает сопрягающие частоты и наклоны асимптот, что позволяет достаточно легко по ЛАЧХ регулятора записать его передаточную функцию (в последующих версиях программа будет делать это автоматически);

5. все ЛАЧХ строятся с указанием наклонов асимптот, пользователь может сам определять цвета каждой ЛАЧХ в отдельности, а также формат надписей на графиках (толщина, высота).

2.3.2 Командная строка программы

Полная командная строка для запуска программы имеет вид

yy = amlahx(num,den,flag,param),

где numиden— соответственно числитель и знаменатель ПФ объекта управления,numиdenдолжны быть векторами, записанными в форматеMatLab(смотрите пример ниже);

flag— режим работы (1 (по умолчанию) или 2);

param— вектор из 6 элементов (чисел), 1, 2 и 3 элементы соответственно толщина ЛАЧХ ОУ, РС и УУ, 4, 5 и 6 — цвета этих ЛАЧХ (по умолчанию толщина всех ЛАЧХ равна 1, цвета соответственно красный, голубой и зеленый).

AmLAHXбез параметров работает вdemo-режиме, в этом случае

num= [1 0.2],den = [100 110 11 1 0],flag= 2.