Критерии оптимизации контуров

Многоконтурные системы подчиненного регулирования с последовательной коррекцией находят широкое практическое применение в электроприводах как постоянного, так и переменного тока. В соответствии с принципом последовательной коррекции каждому звену объекта управления с большой постоянной времени должно соответствовать звено с обратной передаточной функцией в составе регулятора. Поскольку в составе объекта управления имеются инерционные звенья, то регулятор должен содержать соответствующее число форсирующих звеньев. Сложность объекта управления в контуре регулирования однозначно определяет сложность его регулятора. Если ограничиться пропорционально-интегрально-дифференциальным (ПИД)-регулятором как наиболее сложным, то речь может идти об оптимизации двух типов контуров с объектами управления, содержащими инерционное звено с малой постоянной времени TP и последовательно включенные с ним:

– инерционные звенья первого порядка (не более двух) с большими постоянными времени T1>T2>TP (рис. 1, а);

– интегрирующее звено и не более одного инерционного звена с большими постоянными времени T0>T2>TP (рис. 1, б).

При настройке контура тип и параметры регулятора выбираются таким образом, что регулятор компенсирует большие инерционности объекта и приводит передаточную функцию контура к нормированному виду с учетом значения эквивалентной малой постоянной времени и выбранного критерия оптимизации. В практике наладки систем электропривода основное применение находят два критерия оптимальной настройки контуров по управлению: модульный (технический) оптимум (МО) и симметричный оптимум (СО). Впервые предложенные С. Кесслером в 50-е годы прошлого века и получившие широкое распространение в электроприводах постоянного тока, данные критерии и сегодня не утратили своей значимости.

Наладка контуров тока

РТ может быть реализован программно (редко) или аппаратно.

Контур включает в себя преобразователь, электромагнитную инерционность, обратную связь и регулятор.

Порядок синтеза:

1. Контур настраивают исходя из компенсации электромагнитной постоянной времени Тэ;

2. Отключают обмотку возбуждения (там где она есть);

3. Отключают обратную связь по скорости;

4. Подают входной сигнал на контур, чтобы в цепи протекал начальный ток (непрерывный)

5. Скачком увеличивают значение задания

6. По осциллографу смотрят переходный процесс. Если перерегулирование отклоняется за пределы (3-8)Тµ поднастраиваем параметры регулятора.

Оптимальным переходный процесс будет, если t_р составляет 4,7 Тµ. Если параметры в цепи якоря неизвестны, то рекомендуется делать перекомпенсацию, т.е. обеспечивать большее перерегулирование. Обычно при настройке ток устанавливается в области 30-40% от номинала.

Если требуется высокое быстродействие контура, его можно сделать апериодическим, уменьшив постоянную времени в числителе перед функцией регулятора. Следует учитывать, что при подключении возбуждения кривая тока будет искажаться за счет появления противоЭДС. При этом, увеличивая колебателльность, то уменьшается установившееся значение.

Если Тµ>4Тэ, то влияние ЭДС незначительно.