Регулирования тока

Преобразуем схему с упрощением до одного эквивалентного звена.

где ; , .

Аналогично предыдущему, принимая

,

находим оптимальную величину общего коэффициента усиления разомкнутой системы по контуру регулирования скорости:

.

Учитывая, что

, а ,

находим оптимальную величину коэффициента усиления регулятора:

.

Таким образом, применение модульного критерия оптимизации приводит к однократноинтегрирующей СУЭП с ПИ регулятором тока и П регулятором угловой скорости.

4.3.2. Настройка системы на симметричный оптимум

Настройка на симметричный оптимум используется для оптимизации контуров, содержащих два интегрирующих звена. Обычно одно из них вводится в состав регулятора, а другое принадлежит управляемому объекту. При такой структуре контура устойчивость системы при астатическом регулировании обеспечивается применением ПИ регулятора. Коэффициент усиления его принимается таким же по величине, как и для П регулятора, оптимизированного по модульному критерию, а постоянную интегрирования принимают равной: .

Применение этого критерия для выбора параметров регулятора скорости приводит к двукратноинтегрирующей СУЭП с временем первого достижения графиком переходной функции установившегося значения , но перерегулирование  при этом достигает 43%.

Для его уменьшения задающее воздействие подают на вход регулятора через фильтр с ОФП апериодического звена

.

Рассмотрим в заключение выбор оптимальных параметров СУЭП с ПИ регулятором скорости и жесткой ООС по току на вход преобразователя с использованием модульного оптимума.

В этом случае, учитывая, что _Т=0, К_РТ = 1, в прямой ветви контура тока соединены последовательно два апериодических звена с постоянными времени Т_П и Т_Э, а цепь обратной связи замкнута через безынерционное звено с коэффициентом усиления

.

С использованием правил преобразования структурных схем для последовательного и встречно-параллельного соединения звеньев, получим выражение для ОФП токового контура:

.

Пренебрегая в знаменателе Т_П по сравнению с Т_Э, перепишем это уравнение в следующем виде:

,

где , , .

Полагая , находим оптимальную величину коэффициента усиления контура тока: ,

а затем и оптимальную величину коэффициента усиления датчика тока:

.

При подстановке оптимальной величины в выражение для W_Т(p) последнее преобразуется к виду:

что совпадает с ОФП контура тока двукратноинтегрирующей СУЭП с оптимизацией по модульному критерию. Поэтому выбор параметров ПИ регулятора скорости для рассматриваемой системы электропривода производится так же, как и для двукратноинтегрирующей СУЭП.

Другой подход к оптимизации этой системы будет рассмотрен на практических занятиях.

Для большей наглядности данные об оптимальных настройках СУЭП сведены в таблицу 1.

Следует иметь в виду, что принятое выше допущение о малом влиянии изменения скорости на переходной процесс в контуре тока справедливо только, когда электромеханическая постоянная привода значительно превышает электромагнитную: Т_М >> Т_Э. На практике эти постоянные времени часто имеют один порядок, что может потребовать уточнения полученных значений параметров регуляторов по результатам моделирования СУЭП на ЭВМ.

Таблица 4.1 – Оптимальные настройки контуров регулирования

Вариант СУЭП		Параметр		Оптимальная величина
Однократно ‑ и двукратно-интегрирующая	Контур регулирования тока		Постоянная интегрирования регулятора
			Коэффициент усиления по контуру тока
			Коэффициент усиления регулятора
	Контур регулирования угловой скорости		Общий коэффициент усиления разомкнутой системы
			Коэффициент усиления регулятора
Двукратно-интегрирующая; СУЭП с ПИ регулятором угловой скорости и жесткой ООС по току на вход преобразователя	Контур регулирования угловой скорости		Постоянная интегрирования регулятора
	Входной фильтр		Постоянная времени фильтра
С ПИ регулятором угловой скорости и жесткой ООС по току на вход преобразователя	Контур регулирования тока	Коэффициент усиления по контуру тока