Синтез регулятора скорости для настройки контура скорости на симметричный оптимум

Анализ функциональной схемы, изображенной на рисунке 2.1, и ССДМ ЭД (рисунок 3.1) показывает, что КС состоит из следующих элементов: РС F1; КТ настроенного на ОМ; электромеханической части двигателя; ТГ BR.

КС является внешним по отношению к КТ. Поэтому для определения структуры РС необходимо рассчитать передаточную функцию замкнутого КТ ФКТ (s) как отношение изображений по Лапласу тока якоря IЯ (s) к выходному сигналу РС UРС (s).

(5.1).

Динамические свойства ТГ можно представить в виде передаточной функции инерционного звена.

(5.2).

Передаточная функция разомкнутого КТ настроенного на ОМ.

Чтобы применить последнее выражение для получения передаточной функции ФКТ (s) необходимо представить.

.

Тогда или.

(5.3).

При настройке на СО полагают, что выражение (6.3) в зоне рабочих частот двухконтурный регулятор ток скорость.

(5.4).

С учетом выражений (6.2) и (6.4) ССДМ КС примет вид, изображенный на рисунке 5.1.

Расчет параметров регулятора скорости и построение динамической модели контура скорости

динамической модели контура скорости Определим передаточную функцию разомкнутого КС WКС (р). По ССДМ, показанной на рис. 5.1, находим.

(5.5).

При расчете параметров РС постоянные времени и ТТГ следует отнести к малым постоянным времени.

Передаточная функция КС, настроенного на СО, имеет вид.

(5.6).

где.

— суммарная малая постоянная времени КС.

Рис. 5.1. Структурная схема динамической модели контура скорости

Для определения структуры РС приравняем правые части выражений (5.5) и (5.6).

тогда.

(5.7).

Введем обозначения.

коэффициент передачи РС; (5.8).

;

постоянная времени РС (5.9).

и перепишем (6.7) в стандартном виде.

(5.10).

Полученное выражение является передаточной функцией ПИ-регулятора.

Раскроем скобки в выражении (5.10).

(5.11).

и построим ССДМ КС, настроенного на СО (рисунок 5.2).

Расчетная часть. Определить параметры РС и построить динамическую модель КС скоростного следящего ЭП рубки с ЭД МИ-22 (см. пример 3.1), если задающее воздействие (входное напряжение суммирующего усилителя контура тока) U= 8 В; коэффициент передачи ТГ; постоянная времени ТГ. При построении динамической модели КС использовать параметры РТ, рассчитанные в примере 4.1.

1. Рассчитываем суммарную малую постоянную КС.

Согласно (5.6), имеем.

2. Рассчитываем требуемый коэффициент передачи ТГ по формуле.

.

Поскольку требуемый коэффициент передачи ТГ отличается от заданного в исходных данных, то для обеспечения номинального режима работы КС необходимо ввести в обратную связь КС дополнительный масштабирующий усилитель с коэффициентом передачи.

.

3. Определяем параметры РС.

По формуле (5.8) рассчитываем коэффициент передачи РС.

По формуле (5.9) рассчитываем постоянную времени РС.

4. Для построения ССДМ КС в соответствии с (5.11) находим.

5. Рассчитываем коэффициент передачи редуктора.

Подставив заданные и рассчитанные числовые значения в схему рисунка 5.2, получаем ССДМ КС, настроенного на СО с числовыми значениями (рисунок 5.3).

Рис. 5.2. Структурная схема динамической модели контура скорости

Рис. 5.3. Структурная схема динамической модели контура скорости с числовыми значениями