15.7. Замкнутые системы регулирования положения

Замкнутые системы регулирования положения (СРП) строятся как трехконтурные системы подчиненного регулирования, содержащие контуры регулирования тока, скорости и положения. В зависимости от технологических требований замкнутые СРП могут работать в двух режимах: в следящем режиме либо в режиме позиционирования.

15.7.1 Синтез срп, работающих в следящем режиме

В следящем режиме СРП должна с высокой точностью воспроизводить задаваемую траекторию (путь) движения рабочего механизма. Часто эта траектория заранее не известна. Качество функционирования СРП характеризуется ошибками слежения, то есть ошибками u_δ=f(t) в каждый момент времени.

Замкнутые СРП проектируются как трехконтурные системы подчиненного регулирования с контурами регулирования тока, скорости и положения.

Контур тока, первый внутренний контур, как обычно настраивается на модульный оптимум (МО). Контур скорости в СРП является вторым внутренним контуром. Возможны два варианта его настройки. Это настройка на симметричный оптимум (СО) с фильтром на входе или настройка на МО. Настройка контура скорости на СО с фильтром на входе приводит к образованию динамического звена третьего порядка (15.24).

Контур скорости является "малым высокочастотным некомпенсируемым звеном" в контуре регулирования положения. При этом расчетное значение эквивалентной некомпенсируемой постоянной времени в контуре положения определяется соотношением

. (15.42)

Настройка контура скорости на МО приводит к образованию динамического звена второго порядка (15.10).

Расчетное значение эквивалентной некомпенсируемой постоянной времени в контуре положения при настройке контура скорости на МО определяется соотношением

. (15.43)

Следовательно, при одинаковых типах настройки контура положения время переходного процесса будет различаться в раз в зависимости от типа настройки контура скорости СО или МО. Поэтому при проектировании СРП контур скорости рекомендуется настраивать на МО, чтобы быстродействие контура положения было выше.

Рис.15.17. Расчетная структурная схема следящего электропривода

Расчетная структурная схема следящего электропривода приведена на рисунке 15.17. В этой структурной схеме контур регулирования положения по составу динамических звеньев подобен контуру регулирования скорости. Он содержит следующие динамические звенья:

- интегрирующее звено - объект регулирования с передаточной функцией

, (15.44)

где: – коэффициент передачи редуктора;

- апериодическое звено с малой некомпенсируемой постоянной времени, представляющая собой свернутый контур скорости с передаточной функцией

, (15.45)

где Т_μсл=2Т_μс;

• регулятор положения W(p)_РП, передаточная функция которого определяется типом оптимальной настройки контура положения МО или СО.

По аналогии с процедурой синтеза контура скорости, если контур положения настраивается на МО, то используется П-регулятор положения с коэффициентом усиления и передаточной функцией

. (15.46)

При настройке контура положения на СО должен быть применен ПИ-регулятор положения с передаточной функцией

, (15.47)

где: - постоянная времени интегрированияПИ-регулятора положения;

- коэффициент усиления ПИ-регулятора положения.

На рис.15.17 точка приложения возмущения по моменту перенесена из контура скорости на вход задания u_зс с соответствующей передаточной функцией, преобразующей М_с в сигнал u_зсм.