Синтез системы подчиненного регулирования

Синтез системы подчиненного регулированиязаключается в последовательной оптимизации соподчиненных замкнутых контуров регулирования, начиная с первого внутреннего и кончая основным внешним. При синтезе системы по заданной структуре и параметрам подобъектов регулирования определяется структура и параметры соответствующих регуляторов.

Под оптимизацией контура регулирования понимается придание контуру таких статических и динамических свойств при которых он удовлетворяет требованиям, определяются принятым критериям оптимальности. При этом необходимо отметить, что оптимизация всех соподчиненных контуров в многоконтурной системе осуществляется по единой методике и выполняется последовательно начиная с первого внутреннего конура и кончая основным внешним контуром.

Рассмотрим методику синтеза на примере одного контура подчиненного регулирования с учетом определенного критерия оптимальности. Структурная схема контура подчиненного регулирования приведены на рис. 7.3а, в которой объект регулирования представлен звеном с малой некомпенсируемой постоянной и единичным передаточным коэффициентом

(7.27)

и объектом компенсации

. (7.28)

При этом имеется ввиду, что обратная связь в контуре не единичная.

Для определения передаточной функции регулятора по выше изложенной методике исходную структурную схему необходимо представить в виде разомкнутой структурной схемы с выходом по сигналу обратной связи, как это показано на рис. 7.3б.

Исходя из структурной схемы, некомпенсируемая постоянная времени равна

,

Рис. 7.3. Структурные схемы контура регулирования: а – замкнутого; б - разомкнутого.

а передаточная функция расчетного объекта компенсации запишется в следующем виде:

. (7.29)

Подставив эти данные в ( ) получим передаточную функцию регулятора в следующем виде

. (7.30)

Полученное выражение позволяет определить структуру регулятора, а для определения параметров регулятора необходимо знать значение коэффициента демпфирования а.

Передаточная функция замкнутого контура, учитывая (7.30), с выходом по сигналу обратной связи запишется в следующем виде

(7.31)

Из этого следует, что динамические свойства контура, при заданном значении некомпенсируемой постоянной времени , зависят только от коэффициентов демпфирования. Он может быть определен из условия обеспечения оптимального переходного процесса.

В системах подчиненного регулирования за оптимальный принимается переходный процесс в идеальном фильтре, при котором достигается максимальное быстродействие, т.е. минимальное время регулирования, при перерегулировании не превышающем 20%. Такой оптимум динамического процесса называется техническим или модульным.

Применительно к этому оптимуму желаемая передаточная функция системы второго порядка исходя из нормированной равна

. (7.32)

Тогда, из условия

, (7.33)

получим следующие равенства

а ; (7.34)

а , (7.35)

из которых следует, что

а=1,4² 2 (7.36)

Таким образом, из условия принятого оптимума динамического процесса, получено конкретное значение коэффициента демпфирования контура регулирования, в соответствии с которым определяются параметры регулятора.

Далее необходимо отметить, что при оптимизации какого-либо внешнего контура по отношению к одному или ряду внутренних контуров, в полиноме знаменателя передаточной функции не учитываются члены высшего порядка от р, а учитывается лишь член первого порядка, т.е. передаточная функция внутренних контуров равна

, (7.37)

где с – целое число, зависящее от количества внутренних контуров

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 211; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!