Контур скорости с пи-регулятором и импульсным датчиком скорости

Имитационная модель контура скорости с импульсным датчиком приведена на рис. 13. Измерение скорости вращения двигателя осуществляться путем измерения числа импульсов датчика за постоянный интервал времени.

Внутренний оптимизированный замкнутый контур тока представлен усеченной передаточной функцией 1-го порядка

где – эквивалентная постоянная времени оптимизированного контура тока, с.

Параметры элементов контура скорости

с импульсным датчиком

–число импульсов на оборот вала датчика скорости, имп/об;

–интервал квантования по времени сигналов в цепи обратной связи контура скорости, с, где целое число;

–интервал измерения скорости с импульсным датчиком, с,

коэффициент передачи импульсного датчика скорости, установленного на валу двигателя, 1/рад;

–коэффициент передачи датчика скорости с системой оцифровки, с/рад;

–интервал квантования управления в прямом канале контура скорости, с;

–максимальное значение задания на входе контура скорости, соответствующее значению максимальной скорости привода .

Расчетные параметры настройки контура скорости

с импульсным датчиком

Передаточная функция ПИ-регулятора скорости

Параметры настройки регулятора скорости:

– постоянная времени регулятора

, с;

– коэффициент усиления регулятора

,

где

– коэффициент обратной связи по скорости, с/рад;

– эквивалентная малая постоянная времени оптимизированного контура скорости, с;

–коэффициент аппроксимации звена чистого запаздывания апериодическим звеном;

–коэффициенты типовой настройки контура скорости на симметричный оптимум (СО).

От выбора значения коэффициента следующим образом зависит настройка контура скорости: при выборе– настройка контура с П-регулятором скорости близка к типовой настройке на МО и с ПИ-регулятором – к типовой настройке на СО; прибыстродействие и перерегулирование в контуре уменьшаются, а прибыстродействие и перерегулирование в контуре увеличиваются.Динамические показатели качества работы контура скорости определяются, главным образом, значением эквивалентной малой постоянной времени , но так, же зависят и от соотношения малых постоянных времени в прямом канале и в цепи обратной связи контура.

На рис. 18 для одного из вариантов реализации двухконтурной системы регулирования скорости с ПИ-регулятором приведены зависимости переходных характеристик замкнутого контура с импульсным датчиком от значения коэффициента .

Рис. 18. Переходные характеристики контура скорости с ПИ-регулятором и импульсным датчиком в зависимости от коэффициента аппроксимации звена чистого запаздывания

Ограничение перерегулирования в контуре скорости с ПИ-регулятором достигается установкой на входе контура инерционного фильтра (см. рис. 14) с постоянной времени

, с.

Установка на входе контура скорости инерционного фильтра одновременно с уменьшением перерегулирования уменьшает и быстродействие контура.

Для ограничения тока двигателя на заданном уровне значения выходных сигналов регуляторов потокосцепления и скорости в общем случае должны удовлетворять условию

.

В качестве приоритетного следует выбрать текущее значение выходного сигнала регулятора потокосцепления, тогда допустимое значение выходного сигнала регулятора скорости в процессе работы должно поддерживаться в соответствии с условием

.

Коэффициент согласования сигналов обратной связи и задания на входе контура скорости

.

Значение максимального задания на входе контура скорости рекомендуется выбирать из следующих условий:

– в относительных единицах

, тогда ,,;

– в единицах измерения скорости (рад/с)

, тогда ,;

– в дискретах датчика скорости

, тогда ,.

В двухзонном электроприводе во второй зоне регулирования коэффициент электромагнитного момента зависит от скорости , что требует применения адаптивного регулятора скорости, коэффициент усиления которого во второй зоне увеличивается с ростом скорости.