Замкнутые системы управления

Мд =Мс.

На кривых переходного процесса w = f(t) и

Мд = f(t) (Рис. 10-8.) наибольшее отклонение скорости Dwдин от ее начального значения называют динамическим падением скорости, а статическую ошибку DwI- статическим падением скорости.

Отклонение характе

ризует перерегулирование по скорости, а отношение DМд/DМ дуст - по моменту.

АСТАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ

Рассмотрим характеристики САР скорости с ПИ- регулятором. Структурная схема аналогична рассмотренной ранее для статического регулятора скорости, передаточная функция регулятора:

Передаточные функции разомкнутых и замкнутых систем по управляющему воздействию.

где Кv=КпКдКс/tо - коэффициент усиления разомкнутой системы по w.

Из структурной схемы и передаточной функции следует, что регулятор скорости является астатической системой с астатизмом первого порядка, как по управляющему, так и по возмущающему Iс воздействиям. Следовательно: статические ошибки DwI и DUe равны нулю, однако устойчивость системы ухудшается, т.к. интегратор вносит фазовый сдвиг в замкнутый контур- 90о на всех частотах. Это так же следует из выражения для предельного коэффициента системы.

Кvпр = 1/(Тэ- tR);

т.е. Кvпр имеет предельное значение. Оптимальное значение постоянной времени регулятора с точки зрения устойчивости tRотп = Тэ. В этом случае Кvпр = ¥.

Регулятор скорости с отрицательной обратной связь по току.

На рис представлена структурная схема САР с обратной связь по току.

Кт/(Тт+1)- датчики тока$;

Кт- коэффициент передачи ОС по току;

Тт- постоянная времени фильтра/

Преобразуем структурную схему на рис к виду рис

Учитывая, что в статическом режиме р=0, Iд = Iс

,

(+)- при положительной обратной связи по току.

(-)- при отрицательной обратной связи по току.

Скорость идеального холостого хода в замкнутой и разомкнутой системах одинакова.

,

где Dwр = IсRэКд- падение скорости в разомкнутой системе.

При Кт=0, Dwзт=Dwpт

На рис приведены статические характеристики w=f(I) для положительной а) ,

и для отрицательной б) ОС при Uз= const

Кт=0соответствует характеристике разомкнутой системы

При положительной обратной связи по току возможны три режима работы ЭП :

- режим недокомпенсации,

когда

В этом случае с ростом нагрузки скорость w уменьшается.

режим полной компенсации:

и Dw3 = 0,

т.е. с изменением нагрузки w = const,

режим перекомпенсации:

с ростом нагрузки скорость возрастает. Указанные режимы могут иметь место при Кт = const и при изменении Кр

При отрицательной обратной связи по току всегда, падение скорости под нагрузкой больше, чем в разомкнутой системе. Поэтому отрицательная обратная связь по току в регуляторах скорости применяется только в сочетании с отрицательной обратной связью по скорости.

Передаточные функции по задающему воздействию разомкнутой W(p) и замкнутой Ф(p) систем:

-для разомкнутой системы;

- для замкнутой системы;

т.е. W03=WОР

Здесь «-» cоответствует положительной обратной связи по току;

«+» cоответствует отрицательной обратной связи по току;

При положительной обратной связи по току в режиме недокомпенсации система устойчива;

- в режиме перекомпенсации система не устойчива;

- в режиме компенсации система находится на границе устойчивости.

При отрицательной обратной связи система всегда устойчива.

Характер переходного процесса в системе зависит от коэффициента x3 и W03. Так как Wор = W03, скорость затухания переходного процесса в замкнутой и разомкнутой системах одинакова. Если принять xр = 1, тогда в режиме:

- недокомпенсации x3<1; переходной процесс затухающий;

- компенсации x3=0;- гармонические незатухающие колебания;

- перекомпенсации x3<0; переходной процесс расходящийся.

В системе с отрицательной обратной связью по току x3>1; переходной процесс апериодический.

Хотя в режиме недокомпенсации система устойчивости, регулятор скорости в таком режиме самостоятельно практического применения не получил; он широко используется совместно с отрицательной обратной связи по скорости в системах с повышенными требованиями к жесткости статической характеристики.

Регулятор скорости с отрицательной обратной свзью по напряжению

Для установившегося режима составим структурную схему (Рис. 10-14.).

В данном случае имеем систему стабилизации напряжения, подводимого к якорю ДПТ. Полагая выходным сигналом напряжение Uд, находим:

,

где Uдо - напряжение на входе ДПТ при Iс = 0

- падение напряжения в ТП в замкнутой системе при Iс > 0.

DUдр- падение напряжения в ТП в разомкнутой системе;

Rп- внутреннее сопротивление ТП;

Кн- коэффициент обратной связи по напряжению.

Uз выражения для DUдз и DUдр видно, что падение напряжения в замкнутой системе при одинаковых Iс в (1+КрКпКн) раз меньше, чем в разомкнутой; замкнутая система обеспечивает стабилизацию напряжения Uд, компенсируя падение напряжения в силовой цепи преобразователя. Величина DUдз является статической ошибкой по возмущению. При К = ¥ имеем идеальный источник питания неограниченной мощности и статическая характеристика регулятора будет представлять естественную характеристику ДПТ НВ (К = КрКпКн).

 Скачать реферат