Типовая методика структурно-параметрического синтеза

Ниже приведена типовая методика синтеза контуров регули- рования по желаемой передаточной функции разомкнутого конту- ра, имеющих, в частности, настройки на технический, симметрич- ный и апериодические оптимумы.

Рассматриваемая методика широко применяется при синтезе систем подчиненного регулирования координат электроприводов и базируется на компенсации устройством управления больших по- стоянных времени (БПВ) объекта управления. Последовательность этапов синтеза следующая:

1. Структурно-параметрическая декомпозиция объекта управления.

Линейный объект управления разбивают на n последователь- но соединенных динамических звеньев с одним или двумя доми- нирующими полюсами (апериодические первого-второго порядка и интегрирующие звенья); в объект регулирования каждого конту- ра последовательно включают фильтр (апериодическое звено пер- вого порядка) с эквивалентной малой постоянной  времени

(ЭМПВ) T _{m i}, i = 1,…, n; величину ЭМПВ T _{m i} каждого контура ре- гулирования выбирают как минимум в 2 раза больше эквивалент- ной малой постоянной времени предыдущего контура регулирова- ния, т.е. T _{m i} ³ 2 T _{m i –1}, i = 2, …, n.

В результате структурно-параметрической декомпозиции в объекте каждого контура регулирования должны быть выделены одна-две БПВ и одна ЭМПВ T _{m i}.

2. Выбор критерия качества регулирования контура.

За критерий качества регулирования каждого контура бу- дем принимать желаемую передаточную функцию разомкнутого контура. Для электромеханических СУИМ целесообразно при- менять настройки контуров регулирования на ТО, СО или АО. Желаемую передаточную функцию разомкнутого контура в этом случае записывают в виде формул (6.1), (6.3), (6.4), (6.5)

или формул (6.6).

3. Определение структуры и параметров регулятора каждо- го контура регулирования (структурно-параметрический синтез регуляторов).

,

Передаточная функция оптимального регулятора i -го контура определяется в виде

W pег i (р) =

W p жел i (  p)  W оу  i (p) W ос i (p)

 

(6.7)

 

где W _{оу i} (p) – передаточная функция объекта регулирования, вхо- дящая в контур регулирования; W _{ос i} (p) – передаточная функция звена отрицательной обратной связи i -го контура регулирования.

Структура регулятора в соответствии с формулой (6.7), как правило, является типовой. Далее производится расчет численных значений параметров синтезированных регуляторов (коэффициен- тов передач, постоянных времени интегрирования, дифференциро- вания).

4.

184

Выбор элементной базы и расчет параметров принципи- альной схемы регулятора каждого контура.

Современные электронные устройства управления непрерыв- ных систем управления реализуют, как правило, на основе опера- ционных усилителей в интегральном исполнении. В частности, в системах управления электроприводами широкое распростране- ние получили следующие серии операционных усилителей: К140, К153, К553 и др.

Расчет параметров принципиальной схемы регулятора сво- дится к расчету численных значений резисторов и конденсаторов во входной цепи и в цепи обратной связи операционного усили- теля.