Структурні схеми за датчиків інтенсивності

 

Швидкодію систем у пуско-гальмувальних режимах можна підвищити застосуванням принципу комбінованого управління за керуючою ді­єю. Він здійснюється за допомогою задатчиків інтенсивності з паралель­ними зв'язками за похідною від його вихідного сигналу. Структурні схеми та­ких ЗІ зображені на рис. Б.1, а у системі з ПІ -регулятором швидкості, та на рис. Б.1, б – у сис­темі зі складеним регулятором швидкості.

Оскільки ці задатчики доповнюють ФП замкненої системи форсуючою ланкою другого порядку, то їх називають іноді пропорційно-інтегрально-диференціальними (ПІД-ЗІ) на відмі­ну від звичайних інтегруючих (І-ЗІ) без паралельних зв'язків.

Рисунок Б.1 – Структурні схеми за датчиків інтенсивності

На схемах позначені:

РЛ – релейна ланка (ланка з ідеальною релейною характеристикою); І – інтегратор;

ФЗ – фільтр в каналі завдання;

U_З – завдання на усталене значення швидкості обертання двигуна;

U_ЗІ – вихідний сигнал інтегрального ЗІ, що завдає бажаний закон зміни швидкості на виході системи.

Параметри коректуючих зв'язків k₁ та k₁ обирають з умов «модульного оптимуму».

 

 

ДОДАТОК В

Системи регулювання швидкості з обмеженням ривка

В.1 Загальні відомості

 

Системи регулювання швидкості з обмеженням ривка ρ застосовують у приводах установок, що здійснюють перевезення людей, а також при наявності у електромеханічний системі пружних елементів та зазорів. У першому випадку це зумовлено бажанням забезпечити комфортність пасажирів, а у другому – необхідністю зменшення пружних моментів.

Досить часто обмежують не ривок, а першу похідну струму якоря dI / dt, бо ця величина при відсутності статичного моменту на валу двигуна пропорційна ривку.

Для вирішення сформульованої вище задачі можна запропонувати наступні засоби:

1) використання на вході контуру швидкості не I-, а I²-задавача інтенсивності (ЗІ);

2) використання I-задавача інтенсивності на вході контуру струму (ЗІС);

3) використання I-задавачів інтенсивності на вході контурів струму (ЗІС) та

швидкості (ЗІШ);

4) обмеження вхідного сигналу регулятора струму (не контуру, а саме регулятора, тобто вихідного сигналу елемента зрівняння завдання на струм i дійсного струму).

На рис.В.1 зображена структурна схема І²-задавача інтенсивності. Він складається з пропорційного підсилювача ПП, ланки обмеження ЛО, ланки з ідеальною релейною характеристикою РЛ та двох інтеграторів І₁, І₂. За допомогою негативних зворотних зв’язків утворюються два контури, внутрішній з яких уявляє собою звичайний І-ЗІ.

Рисунок В.1 – Структурна схема І²-задавача інтенсивності

 

Наведений І²-ЗІ формує сигнали завдання на швидкість U_ЗІ = k_Шω (ω – швидкість обертання двигуна, k_Ш – коефіцієнт зворотного зв’язку за швидкістю), прискорення U_ЗП та ривок U_ЗР, які повинні змінюватись за графіками, зображеними на рис.В.2, де позначено:

t_зр – час зростання прискорення;

t_сп – час спадання прискорення;

t_у – час зміни швидкості з усталеним прискоренням;

Δω – зміна швидкості при роботі системи з усталеним прискоренням.

Параметри ЗІ обираються з умов:

(В.1)

(В.2)

(В.3)

де ε₀ – обмеження на прискорення;

ρ₀ – обмеження на ривок.

Рисунок В.2 – Діаграми зміни вихідних сигналів І²- ЗІ

 

Для більш точного відпрацювання системою керуючої дії І2-ЗІ може доповнюватися паралельними корегуючими зв’язками за першою та другою похідними від вихідного сигналу, що показані на рис.В.1 пунктирами. Коефіцієнти передачі цих зв’язків обираються здебільш з умов “модульного оптимуму”.

Системи з І2-ЗІ обмежують ривок тільки у пускогальмувальних режимах. Інші варіанти обмежують dI/dt як у пуско-гальмувальних режимах, так і при накиді навантаження.

При наявності І-ЗІ на вході контуру струму його параметри обираються з рівняння

(В.4)

а коефіцієнт підсилення регулятора швидкості kРШ розраховується не з умов компенсації “великої” сталої часу контуру, а з умови забезпечення спадання прискорення за лінійним законом без перерегулювання та дотягування. Якщо знехтувати інерційністю контуру струму, то для цього треба задовольнити рівнянню

(В.5)

 

У формулах (В.4), (В.5) позначені:

Ij0, – обмеження на динамічний струм та його першу похідну;

kС – коефіцієнт зворотного зв’язку за струмом;

JΣ – сумарний момент інерції привода.

З урахуванням інерційності контуру струму коефіцієнт підсилення регулятора швидкості, знайдений з виразу (В.5), треба дещо зменшити.

В.2 Завдання

 

Порівняти якість перехідних процесів у системах регулювання швидкості з різними засобами обмеження ривка у режимах пуску, прикладення статичного моменту та гальмування під дією реактивного навантаження, перевищуючого рівень струмообмеження.

Оцінити ефективність використання паралельних корегуючих зв’язків у системі з І²-задавачем інтенсивності.

Типи регуляторів струму РС і швидкості РШ та деякі чисельні данні наведені у табл.В.1.

 

 

Таблиця В.1 – Варіанти завдань