Автоматическая система управления процессом испытаний электропривода лифтов

Координатный преобразователь Парка-Горева сориентирован совместно с системой координат разработанной имитационной модели АД. Благодаря этому на входы модели по напряжению и поступают компоненты пространственного вектора напряжения, представленного во вращающейся систем

е координат.

3.2 Структурный и параметрический синтез регуляторов системы управления технологическим процессом

Системы векторного управления представляют собой класс систем автоматического управления ЭП переменного тока во вращающихся и определённым образом сориентированных системах координат с подчинённым регулированием переменных. Способ ориентации системы координат по вектору потокосцепления ротора управляемого АД делает схожим организацию системы векторного управления на структуру управления классическим ЭП постоянного тока с независимым возбуждением. Согласно анализу требований, предъявляемых к моментному ЭП, для управления АД в составе нагрузочного испытательного стенда наиболее подходящим способом является именно векторное управление с ориентацией системы координат по вектору потокосцепления ротора. В рамках синтеза управляющей системы предполагается разработка модифицированной системы векторного управления с учётом особенностей работы нагрузочного асинхронного ЭП в составе испытательного стенда.

При синтезе регуляторов для управления составляющими вектора

тока статора и потокосцеплением ротора использовался метод определения

желаемой передаточной функции с настройкой на модульный оптимум.

Для контуров управления частотой вращения и положением, ввиду минимизации ошибки по возмущению использована настройка на симметричный оптимум. По итогам синтеза регуляторов показатели качества в линеаризованной системе соответствуют ожидаемым значениям.

Контуры управления составляющими вектора тока статора

Для нахождения требуемой передаточной функции регулятора (p) выделим из всей системы ЭП отдельно взятый контур, рисунок 18 и сопоставим передаточную функцию объекта управления с желаемой с учётом используемой системы относительных единиц.

Рисунок 18 – Контур управления составляющей пространственного вектора тока статора

Согласно методике настройки на модульный оптимум, получаем выражение для передаточной функции регулятора:

,

где

– передаточная функция эталонного разомкнутого контура, оптимизированного на модульный оптимум, а – малая некомпенсируемая постоянная времени, определяющая быстродействие контура после оптимизации.

В итоге синтезирован пропорционально-интегральный регулятор со следующими параметрами:

– коэффициент усиления,

– постоянная времени интегрирования.

Для проверки соответствия показателей качества оптимизированного контура ожидаемым значениям, проведём расчёт переходных процессов

Рисунок 19 – График расчёта переходных процессов в оптимизированном контуре управления составляющей пространственного вектора тока

Рисунок 20 – Контур управления составляющей пространственного вектора тока статора

Таким образом, для контура управления составляющей пространственного вектора тока статора принимаем результаты оптимизации, полученные ранее при рассмотрении контура :

.

В итоге получаем пропорционально-интегральный регулятор со следующими параметрами:

– коэффициент усиления,

– постоянная времени интегрирования.

Рисунок 21 – График расчёта переходных процессов в оптимизированном контуре управления составляющей пространственного вектора тока

Контур управления потокосцеплением ротора

Рисунок 22 – Контур управления потокосцеплением ротора

В итоге для передаточной функции регулятора получаем следующее выражение:

.

В итоге синтеза оказался получен пропорционально-интегральный регулятор со следующими параметрами:

(3.31)

– коэффициент усиления и

(о.е.) (3.32)

– постоянная времени интегрирования регулятора потокосцепления.

Рисунок 23 – График расчёта переходных процессов в оптимизированном контуре управления потокосцеплением ротора

Контур управления частотой вращения

При оптимизации контура управления частотой вращения необходимо использовать настройку на симметричный оптимум, так как в данном случае объект управления содержит интегральное звено, что приводит к необходимости использования пропорционального регулятора при настройке на модульный оптимум и делает невозможным получение системы астатической по возмущению. Именно поэтому при оптимизации контура скорости используем настройку на симметричный оптимум, а для приближения характеристик контура после оптимизации к характеристикам, соответствующим настройке на модульный оптимум на входе контура установим фильтр в виде апериодического звена.

Рисунок 24 – Контур управления частотой вращения

Согласно методике настройки на симметричный оптимум, получаем выражение для передаточной функции регулятора скорости

,

 Скачать реферат