Исследование цифрового контура скорости двухконтурной системы регулирования

Расчет и наладка систем подчиненного регулирования начинается с внутреннего контура тока. Используя параметры оптимизированного на технический оптимум внутреннего контура тока, рассмотрим методику расчета внешнего, настроенного на симметричный оптимум, контура скорости (рис.4.11).

Параметры дискретного регулятора скорости определяются через параметры заданной части системы и коэффициент передачи датчика скорости . Принимаем, что при 10 В задания система выходит на номинальные обороты, определяем коэффициент передачи датчика скорости

.

При расчете контура скорости требуется решить следующие задачи:

1. Обосновать структурную схему системы.

2. Исходя из выбранного критерия качества, определить параметры непрерывного регулятора;

3. Обосновать период дискретизации контура скорости ;

5. По параметрам непрерывного регулятора скорости и величине периода дискретности определить передаточную функцию дискретного регулятора;

6. Путем моделирования проверить правильность расчетов.

Структурная схема зависит от физической модели, которую она отображает. Принимаем, что контур скорости выполнен по структурной схеме рис.4.4, т.е. дискретный регулятор скорости соединен через непрерывную часть формирующим элементом.

Исходя из заданных параметров, определяем передаточную функцию непрерывной части системы

, (4-36)

где , - передаточные функции оптимизированного замкнутого контура тока, электромеханической части системы, соответственно.

Применяя Z-преобразование к выражению (4-36) получим Z-передаточную функцию непрерывной части с учетом экстраполятора нулевого порядка

. (4-37)

Используя команду c2d, MatLab определяет Z-передаточные функции для разных экстраполяторов и при разных интервалах дискретности.

Передаточная функция непрерывного регулятора скорости, настраивающая систему на симметричный оптимум, определяется выражением

, (4-38)

где,

; .

Подставляя исходные данные, получаем:

; ; .

Период дискретности контура скорости тесно связан с периодом дискретности . Так как быстродействие контура скорости в два раза ниже быстродействия контура тока, то можно принять . Величина ориентировочная, и определена без учета запаздывания, вносимое микропроцессором. При уточненных расчетах величину следует увеличить на (где - время запаздывания, вносимое микропроцессором).

Как известно, Z-передаточная функция дискретного ПИ – регулятора определяется уравнением:

, (4-39)

где,

; . (4-40)

Величина зависит от свойств системы и параметра , который ориентировочно определяется быстродействием контура тока.

Определим переходную функцию цифрового контура скорости при разных интервалах дискретности. Передаточные функции дискретного регулятора и дискретной располагаемой системы определяются через их непрерывные передаточные функции в приведенной ниже программе..