Система подчиненного регулирования

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 21.0781 (21) 3322704/24-07 (И М. КЛ.з с присоединением заявки М Н 02 Р 5/06 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 251282-на-Амий о 1) Заявител В. 54) СИСТЕИА ЦОДЧИНЕ РЕГУЛИРО 2 ния, обладающего хара "задатчика интенсивго регуательно р, обътнойс 2 25 3 Изобретениеотносится 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 переменной.Известна система подчиненно лирования, содержащая последов соединенные сумматор, регулятоект регулирования, датчик обра связи, выход которого соединенвходом 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 ).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, регулирова К теристикой типаности".Для поддержания высокой точности регулирования выходной переменной и обеспечения требуемой частоты среза системы передаточная функция регулятора содержит интегральную составляющуюрегуляторы типа И, ИП, ПИ), В 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.На Фиг.1 приведена структурнаясхема системы подчиненного регулирования на Фиг,2 - осциллограммы переходного процесса,Система подчиненного регулирования ( Фиг,1) содержит сумматор 1 и 5регулятор 2, выход которого связанс .объектом 3 регулирования, выходкоторого через датчик 4 обратной связи соединен с первым входом сумматора 1, последовательно соединенные 10задатчик 5 интенсивности, сумматор6 и усилитель 7, выход которого соединен с вторым входом сумматора 1,при этом выход регулятора 2 соединенс вторым входом сумматора б и через 15задатчик 5 интенсивности соединенс входом объекта 3 регулирования.Объект 3 регулирования имеет характеристику типа "задатчика интенсивности". Предельный темп иэменения выходного напряжения задатчика 5 интенсивности равен максимальному значению скорости изменения переменной на выходе объекта 3 регулирования, 25Устройство работает следующим образом.При малых амплитудах изменения задающего воздействия скорость изменения выходного напряжения регулятора2 будет меньше максимально возможного значения скорости изменения выходной переменной объекта 3 регулирования, а следовательно, и меньшепредельного 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 времейи будут равны, что обеспечивает отсутствие напряжения навыходе усилителя 7, Динамическиесвойства системы в этом случае определяются настройкой регулятора 2.45При больших изменениях амплитудывходного воздействия, когда наиболее,проявляется ограничение скорости,изменения переменной на выходе объекта 3 регулирования, т.е. при раэмыкании системы, скорость изменениянапряжения на выходе задатчика 5 интенсивностй определяется его предельным темпом, равным максимально возможной скорости изменения переменнойна выходе объекта 3 регулирования,а скорость изменения напряжения навходе задатчика 5 интенсивности, определяемая в начальный. момент изменения входного воздействия, амплиту"дой и скоростью его изменения, а также параметрами регулятора 2 превышаетпредельный темп эадатчика 5 интенсивности. Это приводит к тому, что навхбде усилителя 7 с большим коэффициентом усиления появляется напряже"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 осциллограммфиг. 2 ), снятых при моделировании токового контура вентильного электропривода, содержащего 12-фаэный венти)ьный преобразователь и настроенного на модульный оптимум, постоянная интегрирования ПИ-регулятора .которого была выбрана только из условия учета инерционности вентиль- ного преобразователя, обусловленной дискретностью его управления, неучет ограничЕния скорости изменения выходного напряжения вентильного преобразователя, вызванного его неполной управляемостью, приводит 1 кривая 1) к появлению значительного перерегулирования. Использование изобретения позволяет снизить величину перерегулирования в системекривая 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 ос-. циллограммы кривых изменения относительного значения тока построены в долях ЕсДеК, р,в ФункцииЦТ, где ЕД - 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 ИИПИ Заказ 9951/71 Тираж 721 По о ая,4 выливал ППП Патент ", г. Ужгород, ул. П ра 2 .ограничивается величиной, равной максимально возможной скорости.изменения переменной на выходе объекта регулирования, в результате чего ликвидируется увеличение ошибки регу-,. лирования во время раэмыкания системы.5Поскольку изобретение позволяет производить настройку регулятора беэ учета свойств ограничения скорости изменения переменной на выходе объекта регулирования, то оно обеспечи вает, по сравнению,с известным уст ройством повышение быстродействия Формула изобретения 15 Система подчиненного регулирования, содержашая последовательно соединенные сумматор и регулятор, выход .которого связан с объектом регулирования, выход которого через дат"чик обратной связи соединен с первымвходом сумматора, о т л и ч а ю ш а"я с я тем, что, с целью повьааениякачества регулирования, .в нее введены последовательно соединенные задатчик интенсивности, второй сумматори усилитель, выход которого, соединенс вторым входом сумматора, при этомвыход регулятора соединен с вторымвходом второго сумматора и череззадатчик интенсивности - с входом,объекта регулирования. Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе1. Лебедев Е.Д. и др. Управление вентильными электроприводами постоянного тока. И "Энергияф, 1970, с.1022. Там же, с.43