12. Автоматическое регулирование положения в системе уп-д с подчиненным регулированием

Автоматическое регулирование положения (угла поворота) с использованием только одного регулятора положения приводит к регулятору ПДД²-типа. Такой регулятор из-за второго порядка производной будет неработоспособен. Поэтому сразу рассмотрим трехконтурную САР положения, в которой (рис.12.1):

- основной контур регулирования с регулятором положения РП работает от сигнала, поступающего с сельсина СП;

- первый подчиненный контур частоты вращения с регулятором РС;

- второй подчиненный контур тока (момента) с регулятором РТ.

Так как только внешний контур может иметь настройки либо на технический, либо симметричный оптимум, а все внутренние контуры должны иметь настройки на технический оптимум, то результаты синтеза, изложенные в теме 10, можно сразу перенести на структурную схему САУ положением (рис.12.2).

В схему введены блок с передаточной функцией 1/р, которым формируется угол Δφ из частоты вращения Δω. Коэффициент передачи датчика положения (сельсина) обозначен как k_ОП .

Внутренний контур скорости в соответствии с темой 3 заменяем звеном с передаточной функцией

(12.1)

Передаточная функция неизменяемой части контура положения согласно рис.12.2 равна

(12.2)

Задаемся желаемой передаточной функцией вида , в которой малая постоянная времени Т_μ2 равна 4Т_П. Для синтеза РП используем выражение (2.6):

(12.3)

Это П-регулятор положения.

Синтезированная САР положения имеет следующие показатели качества:

- статическая ошибка регулирования равна нулю;

- перерегулирование σ=4,3 %;

- время регулирования t_p=4,7·T_μ2=4,7·4·T_П=18,8·T_П.

Быстродействие контура положения, внутри которого содержится два подчиненных контура, в 2²=4 раза ниже быстродействия второго подчиненного контура тока (момента) с регулятором РТ.

Если потребовать от САР положения равенства нулю как ошибки положения, так и производной от этой ошибки (частоты вращения), то, как легко проверить, нужно применить ПИ-регулятор положения.