Система подчиненного регулирования

 

(ii) 983955

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик л

% 1

«е 1 ., //=- . .Ф . (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 21.0781 (21) 3322704/24-07

И11М.К . с присоединением заявки ¹

Н 02 Р 5/06

Государственным комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231282. Бюллетень № 47 (53) УДК 621. 316. 718, . 5 (088. 8) Дата опубликования описания 251?.82 (72) Авторы изобретения

В.Д. Латышко, В.Ф. Горячев, ф » . халютин (!

1 ,1 ь » г т яь

Комсомольский-на-Амуре полфтехнйЧеский.институт и Ленинградский ордена Ленина эВЩстрртехнический институт им. В.И. УльяноМ1 @ещща) .--

- - * Ь;„(71) Заявители (54) СИСТЕИАЦОДЧИНЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам автоматического управления, в которых происходит ограничение скорости изменения переменной, и может -быть использовано там, где требуется исключить накопление ошибки управления за время размыкания системы, обусловленное ограничением скорости изменения пере- 1п менной.

Известна система подчиненного регулирования, содержащая последовательно соединенные сумматор, регулятор, объект регулирования, датчик обратной связи, выход которого соединен с входом сумматора (1).

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является сис-. тема подчиненного регулирования, содержащая сумматор и регулятор, выход которого связан с объектом регулирования, выход которого через датчик обратной связи соединен с первым входом сумматора 12 j.

Общим для всех систем подчиненного регулирования является наличие звена или контура, имеющих ограниченную скорость изменения выходной переменной, которые могут быть представлены в виде эквивалентного условного объекта,регулирования, обладающего характеристикой типа "задатчика интенсивности

Для поддержания высокой точности регулирования выходной переменной и обеспечения требуемой частоты среза системы передаточная функция регулятора содержит интегральную составляющую (регуляторы типа И, ИП, ПИ р, B известных системах ограничение скорости изменения переменной в замкнутом контуре тока приводит к появлению значительного перерегулирования.

Устранение перерегулирования в системе достигается путем ограничения частоты среза, т.е. путем снижения быстродействия.

Целью изобретения является повышение качества системы подчиненного, регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в систему введены последо, вательно соединенные эадатчик интен,сивности, второй сумматор и усилитель, выход которого соединен с вторым входом сумматора, при этом выход регулятора соединен с вторым входом второго сумматора и через задатчик йнтенсивности соединен с входом объекта регулирования.

983955

На фиг.1 приведена структурная схема системы подчиненного регулирования, на фиг,2 - осциллограммы переходного процесса.

Система подчиненного регулирования (фиг.1) содержит сумматор 1 и 5 регулятор 2, выход которого связан с ..объектом 3 регулирования, выход которого через датчик 4 обратной связи соединен с первым входом сумматора 1, последовательно соединенные 10 задатчик 5 интенсивности, сумматор

6 и усилитель 7, выход которого соединен с вторым входом сумматора 1, при этом выход регулятора 2 соединен с вторым входом сумматора б и через )5 задатчик 5 интенсивности соединен с входом объекта 3 регулирования.

Объект 3 регулирования имеет характеристику типа "задатчика интенсивности". Предельный темп иэ- 20 менения выходного напряжения задатчика 5 интенсивности равен максимальному значению скорости изменения переменной на выходе объекта 3 регулирования. 25

Устройство работает следующим образом.

При малых амплитудах изменения задающего воздействия скорость изменения .выходного напряжения регулятора

2 будет меньше максимально возможного значения скорости изменения выходной переменной объекта 3 регулирования, а следовательно, и меньше предельного темпа изменения выход.ного напряжения эадатчика 5 интенсивности. Это приводит к тому, что скорости изменения и абсолютные значения напряжения на входе и выходе задатчика 5 интенсивности в любой момент времени будут равны, что обеспечивает отсутствие напряжения на выходе усилителя 7. Динамические свойства системы в этом случае определяются настройкой регулятора 2.

При больших изменениях амплитуды входного воздействия, когда наиболее,проявляется ограничение скорости ,изменения переменной на выходе объекта 3 регулирования, т.е. при раэмыкании системы, скорость изменения напряжения на выходе задатчика 5 интенсивностй определяется его предельным темпом, равным максимально возможной скорости изменения переменной на выходе объекта 3 регулирования, а скорость изменения напряжения на входе задатчика 5 интенсивности, определяемая в начальный. момент изменения входного воздействия, амплитудой и скоростью его изменения, а так-60 ! же параметрами регулятора 2 превышает предельный темп эадатчика 5 интенсивности. Это приводит к тому, что на вхбде усилителя 7 с большим коэффициентом усиления появляется напряже- 65

- с. ние рассогласования, которое, поступая на вход регулятора 2, резко уменьшает его выходное напряжение до величины напряжения на выходе задатчика

5 интенсивности в данный момент времени. Таким образом, при размыкании системы скорость изменения напряжения на выходе регулятора 2 в точности соответствует максимально возможному значению скорости изменения переменной на выходе объекта 3 регули" рования, обладающего свойствами задатчика интенсивности, и накопление ошибки регулирования интегральной составляющей регулятора 2 происходить не будет независимо от величины входного воздействия. Кроме того, учитывая, что, если режим работы системы регулирования в "малом" допускает некоторое увеличение перерегулирования, быстродействие системы может быть дополнительно повышено беэ заметного увеличения перерегулирования в "большом" путем повышения частоты среза системы.

Как видно из осциллограмм (фиг. 2 ), снятых при моделировании токового контура вентильного электропривода, содержащего 12-фаэный вентильный преобразователь и настроенного на модульный оптимум, постоянная интегрирования ПИ-регулятора .которого была выбрана только из условия учета инерционности вентильного преобразователя, обусловленной дискретностью его управления, неучет ограничЕния скорости изменения выходного напряжения вентильного преобразователя, вызванного-его неполной управляемостью, приводит (кривая 1) к появлению значительного перерегулирования. Использование изобретения позволяет снизить величину перерегулирования в системе (кривая 2) при сохранении той же настройки регулятора 2 (фиг.1) до величины, практически равной значению перерегулирования в системах, настроенных на модульный оптимум, в которых не происходит ограничения скорости изменения переменной. Приведенные осциллограммы кривых изменения относительного значения тока построены

nomad FctpКт)кв ФункцииЦТТ

E($p - максймальное значение выпрямлейной связи по току контура, и суммарное активное сопротивление цепи выпрямленного тока, Тт - постоянная времени контура тока.

Таким образом, улучшение качества регулирования за счет снижения величины перерегулирования в системе обеспечивается тем, что во время размыкания системы, вызванного ограничением скорости изменения переменной на выходе объекта 3, скорость изменения выходного напряжения регулято983955

7Х . Р

ВНИИПИ Заказ 9951/71 Тираж 721 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 ра 2 .ограничивается величиной, равной максимально возможной скорости. изменения переменной на выходе объекта регулирования, в результате чего

1 ликвидируется увеличение ошибки регу-. лирования во время раэмыкания системы.

Поскольку изобретение позволяет производить настройку регулятора беэ учета свойств ограничения скорости изменения переменной на выходе объекта регулирования, то оно обеспечи- 0 вает, по сравнению.с известным уст ройством повышение быстродействия..

Формула изобретения 35

Система подчиненного регулирования, содержащая последовательно соединенные сумматор и регулятор, выход .которого связан с объектом регулирования, выход которого через дат" чик обратной связи соединен с первым входом сумматора, о т л и ч а ю ш ая с я тем, что, с целью повыаения качества регулирования, .в нее введены последовательно соединенные задатчик интенсивности, второй сумматор и усилитель, выход которого, соединен с вторым входом сумматора, при .этом выход регулятора соединен с вторым входом второго сумматора и через задатчик интенсивности - с входом объекта регулирования.

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

1. Лебедев Е.Д. и др. Управление вентнльными электроприводами постоянного тока. И., "Энергия", 1970, с.102

2. Там же, с.43.