Г. Г. Соколовский - Электроприводы переменного тока с частотным регулированием (1249707), страница 36
Текст из файла (страница 36)
При ступенчатом управляющем воздействии величина на выходе контура в первый раз достигает установившегося значения через время 4,7 Т„; перерегулирование составляет 4,3 % (рис. 8.11, б). Длительность переходного процесса не зависит от постоянной времени объекта Т, и определяется только малой постоянной времени Тя. Такой способ настройки контура называется настройкой на оптимум по модулю (ОМ). Наиболее простое объяснение этого термина состоит в том, что при настройке на ОМ стремятся в широкой полосе частот сделать модуль частотной характеристики замкнутого контура близким к единице.
Реализация настройки на ОМ возможна и при других передаточных функциях объекта. Если В~(р) = (гв Я Т,р), то должен быть использован пропорциональный регулятор с передаточным ко- дх ду 1,00 0,50 15 г/Тв 5 гв б дх ае дг -0,50 -1,00 Рнс. 8.11. Стандартные настройки контуров регулирования: а — ЛАЧХ; б — реакция иа скачок управляющего воздействия; в — реакция иа скачок при возмущающем воздействии (обозиачено а,= Тв((2Тя(г4 )1; 1 — настройка на оптимум по модулю; 2 — настройка иа симметричный оптимум эффициентом А„= Т4(2 Т„1саК).
При отсутствии в контуре большой постоянной времени, когда передаточная функция объекта представляет собой просто коэффициент Ио(р) = Ц, регулятор должен быть интегрирующим с передаточной функцией И"„(р) = Ц~/Р при 1)р — — 1~(2 Т/сс)с„). Если объект содержит две больших постоянных времени Т, и Тан т.е.
И'р(р) = К,Я Тор+ 1)(Т„Р + 1)], то настройка на оптимум по модулю может быль получена, если применить пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) регулятор с передаточной функцией (с„р+1)(с„р+1) И'. (Р) = б, тм р При этом надо выбрать Бр по первой формуле из выражений (8.5) и принять тр, —— То„тр, — — Тм. Рассматривая реакцию системы при стандартной настройке на возмущающее воздействие, запишем передаточную функцию замкнутого контура по возмущению для случая, когда объект представляет собой апериодическое звено: Лх(р) АФ 1 ~~1(р) Тр+11+И (р) где Ьх(р) — выходная переменная контура; Ь~(р) — возмущающее воздействие. Подставив сюда й~(р) из выражения (З.б) для передаточной функции контура, настроенного на ОМ, и умножив обе части равенства на Т,,Ц2ТЯ,К) получим у(р) Т Т р Тр+1 Ь~(Р) 2Т~,1со1сс Тар+ 1 2Т~~Р(Т~Р+1) При такой записи становится очевидным, что значение отклонения выходной величины в переходном процессе по возмущению определяется соотношением постоянных времени Т, и Т„, а статическая ошибка равна нулю, но длительность переходного процесса определяется значением постоянной времени обьекта.
На рис. 8.11, е показан вид реакции контура на ступенчатое возмущающее воздействие при Тс(Т,„, = 20 Более быстрое сведение статической ошибки к нулю может быть достигнусо при второй стандартной настройке — настройке на симметричный оптимум (СО). В контуре с объектом в виде интегрирующего звена настройка на СО достигается путем исполь- 229 зования ПИ-регулятора при выборе коэффициента регулятора Д, в соответствии с формулой (8.5), а постоянной времени регулятора — по формуле т, = 4Т„. Передаточная функция разомкнутого контура при таком выборе параметров регулятора имеет следую- щий вид: т„р+ 1 ~ 1г, 4т„р+1 т„р Т„р+ 1 Тар 8Тзр~ (Тр+ 1) Вид соответствующей асимптотической логарифмической амплитудной характеристики показан на рис.
8.11, а и отмечен цифрой 2. Передаточная функция замкнутого контура при управляющем воздействии в этом случае записывается в виде 4Т„р+ 1 (2Т р+1)(4Тзрз+ 2Т р+1) В контуре, настроенном на СО, при ступенчатом управляющем воздействии время первого достижения выходной величиной установившегося значения составляет 3,1 Т„, а максимальное перерегулирование достигает 43 % (см. рис. 8.11, б). Переходный процесс по возмущению характеризуется передаточной функцией, нормированной относительно параметров объекта Ть lса, l~, и малой постоянной времени Т„: ву(Р) Та 4Т„р(Т„р+1) М(р) 2ТЯК, 8Т~рз(Т„р+1)+4Т„р+1 Из нее следует, что статическая ошибка по возмущению будет равна нулю, но, как видно из наличия сомножителя в левой части равенства„динамическое отклонение выходной величины и при такой настройке будет зависеть от соотношения параметров объекта (см.
рис. 8.10, б). Настройка регулятора на тр — — 4Т„может быль произведена и в том случае, когда объект представляет собой апериодическое звено. В отличие от характеристики, соответствующей настройке на СО, ЛАЧХ разомкнутого контура в этом случае имеет излом при частоте 1/Т,. Если Тр в 10 — 20 раз больше чем 4 Т„, то в зоне существенных частот характеристики контура почти совпадают с характеристиками при СО и сказанное ранее о соответствующих переходных процессах справедливо и в этом случае. Чем ближе Т, к 4 Т„, тем больше запас по фазе и тем меньше перерегулирование при скачке управляющего воздействия. Максимальное отклонение кривой Ях(В4~ Т4(2Т„Кч1гЯ = Т(О тоже уменьшается. При То — — 4Т„ 230 переходные процессы соответствуют процессам при настройке на ОМ.
Если То . 4 Т„, настройка регулятора на тр = 4 Т„те ряет смысл. Следует иметь в виду, что уменьшение максимального отклонения нормированной криной (стх)Ь4~ То)(2 Тр)соК)*1 = Т(т) н контуре с меньшим значением Т, по сравнению с контуром с большим То при прочих равных условиях не означает уменьшения максимального значения (Ах/стс), так как для перехода от нормированного значения к абсолютной величине отклонения ординаты надо умножать на коэффициент 2Тр)с )с/То, который тем больше, чем меньше То. Если ИЯр) определяется выражением И',(р) = ЦД(Тор + 1)(То,р+ + 1)), то для получения настройки, приближающейся к СО, применяя ПИД регулятор и предполагая, что Т, > Тм и Т, > 4Т„, нужно выбрать: при То| > 4Т вЂ” 'с ~ = Той е т = 4Т ' б То То~ .
2Т)с lс 4Т ' рор То при То1 к 4Тр — тр~ — — 47рб ср, — — То' Рр = 2Тртсотср Изложенные принципы коррекции применяются и для контурон, имеющих большее число инерционных звеньев, чем рассмотренные. В этом случае из числа постоянных времени выбирают одну (или дне, если применяется ПИД регулятор) наибольшую, влияние которой на переходный процесс стремятся исключить. Для определения параметров регулятора остальные постоянные времени рассматривают как малые Т„„Т„„Т„,,складывают их и в приведенные выше формулы подставляют вместо Т„суммарную малую постоянную времени Трт — — Т„, + Тот+ Тот+ ...
Т„„. Поскольку описанные способы выбора параметров регулятора обеспечивают частоту среза ЛАЧХ разомкнутого контура, равную 1/(2Тр), погрешность от упрощения вида частотных характеристик в области частот, расположенных более чем на октаву правее частоты среза, где располагаются частоты, соответствующие постоянным времени Т„, + Т„', + Т„, + ... Т „оказывается небольшой. Звенья с малыми постоянными нремени могут располагаться не только в прямом канале, но и в канале обратной связи. Однако, как правило, замедление в цепи обратной связи определяется лишь фильтрами на выходе датчиков регулируемой величины и невелико. В этом случае разница между характером изменения самой регулируемой величины и выходного напряжения датчика незначительна. Стандартные настройки широко применяются в системах с подчиненными контурами регулирования.
Система при этом структурно разбинается на несколько контуров, каждый из которых содержит свой объект регулирования. Настройка внутреннего кон- 231 тура производится на ОМ или СО. Внешний по отношению к нему контур включает в себя собственный объект, звенья с малыми постоянными времени и замкнутый внутренний контур. При расчете параметров регулятора внешнего контура внутренний контур учитывается как звено с некоторой эквивалентной малой постоянной времени. В свою очередь, рассматриваемый контур может быть внутренним по отношению к последующему. Такой принцип построения системы упрощает ее настройку, обеспечивает максимально возможное быстродействие и простое ограничение выходных величин внутренних контуров путем ограничения выходных сигналов регуляторов внешних контуров.
8.8. Расчет динамических режимов в системе регулирования скорости при векторном управлении асинхронным двигателем В настоящем разделе рассматриваются настройки контуров регулирования и расчет динамических характеристик в системе регулирования скорости при векторном управлении асинхронным двигателем, описанной в подразд. 7.4. Функциональная схема системы представлена на рис. 7.10.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
