2. Составление расчетной структурной схемы

Функциональная схема СС (рисунок 1) может быть представлена в виде следующей расчетной структурной схемы:

Mc

Рисунок 2. Расчетная структурная схема СС

Таблица 2. Передаточные функции элементов СС

Элемент СС	Передаточная функция	Параметры
Тиристорный преобразователь (ТП)
Цепь якоря исполнительного двигателя (ИД-Эл)
Механическая часть ИД (ИД-Мех)
Редуктор (Р)
Датчик тока (ДТ)
Тахогенератор (ТГ)
Цифровой датчик положения (ЦДП)
Элемент, учитывающий влияние изменения момента на валу ИД

Примечание. Строго говоря, тиристорный преобразователь нельзя рассматривать как пропорциональное звено с передаточной функцией . ТП по принципу совей работы является дискретным элементом. Воздействие на управляемый преобразователь осуществляется импульсно, подачей отпирающего импульса на управляющий электрод тиристора. После включения очередного тиристора воздействие на преобразователь возможно только спустя некоторое время, когда СИФУ подает импульс на отпирание очередного тиристора. Поэтому ТП следует рассматривать как динамическое звено с запаздыванием или приближенно как апериодическое звено с постоянной времениравной средней величине запаздывания.

Коэффициент передачи датчика тока (ДТ) выбирается исходя из максимального допустимого напряжения на входе регулятора тока при номинальном токе двигателя ().

2. Расчет пф регуляторов

Расчет будем проводить в три этапа:

1. настроим внутренние контуры на модульный оптимум (МО), обеспечим устойчивость СС и оптимальность переходных процессов;

2. проведем настройку внешнего контура положения СС, чтобы обеспечить желаемую точность воспроизведения задающего воздействия. Будем использовать метод эквивалентного гармонического воздействия;

3. проведем дискретизацию по времени внешнего контура положения, т.к. он будет реализовываться с помощью цифрового регулятора.

1. Настройка внутренних контуров на модульный оптимум

Согласно известному принципу расчета систем подчиненного регулирования расчет будем проводить, начиная с внутреннего контура, т.е. с контура тока (рисунок 2).

Для настройки на МО передаточная функция регулятора тока (РТ) имеет вид:

, (1)

где - постоянная времени интегрирования регулятора тока;

- коэффициент усиления регулятора тока.

Следовательно, регулятор тока представляет собой пропорционально-интегральное звено. Передаточная функция контура тока, оптимизированного в соответствии с (1), учитывая что очень мало, принимает вид:

. (2)

При настройке контура скорости на МО будем стремиться компенсировать «большую» постоянную времени , а «малая» постояннаяостанется нескомпенсированной.

Полагая некомпенсируемую постоянную времени контура скорости , получим передаточную функцию регулятора скорости:

. (3)

Для регулирования положения будем использовать пропорциональный регулятор. С учетом выбранных ПФ регуляторов скорости, тока и положения, ПФ разомкнутого контура положения будет иметь вид:

(4)