7. Автоматическое регулирование момента в системе уп-д с настройками на технический и симметричный оптимумы

Функциональная и структурные схемы приведена, соответственно, на рис.7.1. и рис.7.2.

Между источником сигнала задания u_ЗТ и управляемым преобразователем УП установлен регулятор тока РТ. Выбором передаточной функции РТ можно добиться от САУ моментом двигателя желаемых показателей качества, отвечающих техническому или симметричному оптимумам, в частности, достичь регулирования момента с нулевой ошибкой независимо от частоты вращения двигателя. В таком случае будет получена идеальная механическая характеристика (рис.6.5).

Для синтеза регулятора РТ структурную схему АЭП нужно привести к стандартному виду, подобному на рис.2.1, у которой имеются следующие существенные с особенности:

- регулятор и остальная часть АЭП должны быть включены последовательно;

- внешний сигнал должен быть только один;

- обратная связь должна быть единичная.

На рис.7.2 выполнено только первое условие. Наиболее сложно реализовать второе условие. Для выполнения 2-го условия перейдем от физических сигналов к их отклонениям от начальных значений (рис.7.3) и учтем скорости изменения сигналов Δi_Я и Δω. Скорость изменения Δi_Я определяется электрическими постоянными времени Т_Я якорной цепи, а скорость изменения Δω определяется механической инерцией привода – механической постоянной Т_М привода (см. тему 4). Для силового электропривода производственных механизмов соотношение указанных постоянных времени таково Т_М >>Т_Я , и, поэтому, скорость изменений Δω намного меньше скорости изменения Δi_Я. Следовательно можно утверждать, что за время изменения сигнала Δi_Я сигнал Δω практически не изменится, т.е. будет Δω≈0. В таком случае линию с сигналом Δω, которая на рис.7.3 показана пунктиром, можно разорвать. Вместе с указанным разрывом линии можно убрать все блоки, которые отмечены пунктиром. Вместе с удаленным элементом сравнения будет также удален сигнал ΔΙ_С. Структурная схема с рис.7.3 превратится в схему на рис.7.4.

Структурная схема с рис.7.4 после очевидных преобразований превратится в структурную схему на рис.7.5, на которой обратная связь единичная.

Передаточная функция неизменяемой части САУ ЭП равна

(7.1)

Примем за малую постоянную времени Т_μ постоянную времени Т_П управляемого преобразователя. Тогда при заданной желаемой передаточной функции разомкнутой САУ W_Ж передаточная функция регулятора тока W_РТ определится из равенства W_Ж= W_РТ W_НЧ по формуле

(7.2)

Синтез РТ для САУ моментом ЭП,

настроенной на технический оптимум

Задаемся желаемой передаточной функцией вида

.

Тогда в соответствии с (7.2) передаточная функция РТ будет следующей

(7.3)

Это ПИ-регулятор. Он нечувствителен к помехам, а дрейф его интегратора первого порядка не создает проблем с устойчивостью САУ ЭП.

Синтез РТ для САУ моментом ЭП,

настроенной на симметричный оптимум

Задаемся желаемой передаточной функцией разомкнутой САУ вида

.

Тогда в соответствии с (7.2) передаточная функция РТ будет следующей

(7.4)

Это ПИИ²-регулятор. Хотя в регуляторе нет Д-части, наличие И-части 2-го порядка создает проблемы с устранением дрейфа интеграторов. Поэтому можно ограничиться настройкой на технический оптимум.