Главная
страница 1
УДК 621.3.049.77
Адаптивные системы управления электроприводАМИ
Таратута А.С., студент; Новиков Е.Н., доцент, к.т.н.

(Донецкий национальный технический университет, г. Донецк, Украина)
Адаптивное управление нестационарными системами электроприводов может заключаться не только в изменении параметров регуляторов в соответствии с изменением параметров объектов управления, но и в изменении структуры регуляторов и структуры системы управления в целом. Необходимость такой перенастройки возникает обычно в тех случаях, когда существенно меняются динамические свойства систем электроприводов. Связано это главным образом с изменением режимов их работы. Существенное изменение динамических свойств системы электропривода происходит, например, при переходе вентильного электропривода постоянного тока из режима непрерывных токов преобразователя в режим прерывистых токов или при переходе вентильного электропривода переменного тока из двигательного режима в тормозной.

При выполнении системы управления электроприводом с подчиненной обратной связью по току объект управления в контуре регулирования тока описывается передаточной функцией



(1 )

параметры объекта считаются постоянными, регулятор тока выполняется как ПИ -регулятор и передаточная функция замкнутого контура определяется выражением .



(2)

В режиме прерывистого тока преобразователя ток начинается и заканчивается нулевым значением в течение каждого интервала времени , где fceт — частота сети. В этом случае с точностью до интервала времени Т можно пренебречь электромагнитными переходными процессами в цепи «преобразователь—двигатель», но необходимо учитывать существенно изменяющееся с углом проводимости тиристоров λ эквивалентное сопротивление преобразователя RЭ . Сопротивление RЭ в прерывистом режиме определяется как функция угла λ в соответствии с формулой



(3)

где — постоянная величина.

При уменьшении тока преобразователя уменьшается и λ. Принципиально можно допустить пределы изменения углов проводимости тиристоров от значения λ = 2π/ m, соответствующего начально-непрерывному режиму преобразователя, до 0. При этих пределах изменения λ сопротивление RЭ будет меняться от значения 2fсетm Lя.ц до бесконечности. Если считать, что RЭ > RД , то сопротивление якорной цепи будет в основном определяться эквивалентным сопротивлением преобразователя RЯ ≈ RЭ .

Тогда объект управления в контуре регулирования тока будет описываться передаточной функцией



(4)

Если стремиться к сохранению динамических свойств замкнутого контура регулирования тока в режимах прерывистых и непрерывных токов, то регулятор тока для прерывистого режима должен быть интегральным:



(5)

где — постоянная времени РТ; = TTП.

Принимая во внимание (3) , постоянную времени РТ можно записать как

(6)

Таким образом, при переходе электропривода из режима непрерывных токов в режим прерывистых токов необходимо перейти от структуры ПИ -регулятора тока к структуре И -регулятора и изменять постоянную времени РТ пропорционально квадрату угла проводимости тиристоров.

Техническая реализация адаптивного РТ с переключением структуры и изменением параметров может быть, например, такой, как показано на схеме рис. 1, а.. Регулятор тока состоит из последовательно соединенных звеньев: пропорционально-интегрального, инерционного и пропорционального. Блок управления регулятором (БУР) производит переключение структуры РТ и изменяет постоянную времени интегрирующего звена при работе в режиме прерывистых токов. Логический блок (ЛБ) фиксирует моменты отсутствия тока и подключает в этом случае БУР. При непрерывном токе ТП резистор R4 зашунтирован ключом K1 в качестве которого может быть использован полевой транзистор, а сопротивление резистора R5 имеет начальное значение, равное значению сопротивления резистора R6 . Тогда передаточный коэффициент усилителя 3 будет равен единице. Полагая, что выходное сопротивление усилителя 2 мало, постоянной времени инерционного звена при шунтировании R4 можно пренебречь. Тогда регулятор тока будет ПИ -регулятором с постоянными параметрами.

При появлении прерывистого тока подключается БУР. Ключ K1 размыкается и остается разомкнутым до тех пор, пока существует прерывистый ток. Введенное в схему сопротивление R4 совместив с емкостью С2 образуют инерционное звено, постоянная времени которого равна постоянной времени ПИ -регулятора (τиз = τрт). Сопротивление R5 коммутируется с помощью ключа K2 , управление которым производится от широтно-импульсного модулятора (ШИМ) со скважностью, пропорциональной квадрату угла λ. Регулятор тока становится И -регулятором с изменяющейся постоянной времени.

Для того чтобы получить сигнал, пропорциональный квадрату угла λ, необходимо получить сигнал, пропорциональный λ, и пропустить его через квадратичный преобразователь. Последовательность получения такого сигнала иллюстрируется рис. 1, б




Рис.1. Структурная схема.


Постоянное напряжение U0 модулируется в соответствии с прерывистым током iя и сглаживается. Получается напряжение Uλ , пропорциональное λ. Сопротивление R5 будет изменяться пропорционально . Передаточная функция такого регулятора

(7 )

где k2 ( λ2) = R52 )/R6 — переменный коэффициент усилителя 3.



Схема самонастройки значительно упрощается, если использовать управление значением сопротивления R5 пропорционально λ. Тогда коммутация ключа K2 производится сигналом uмд и не надо использовать дополнительный ШИМ. Такое управление возможно, если угол λ с определенным запасом отличается от 0. В этом случае повышается также и быстродействие контура перенастройки параметров РТ, а переходные характеристики замкнутого контура тока приближаются к характеристикам, соответствующим стандартным настройкам при ступенчатых изменениях воздействий в системе) с непрерывным током якоря.




Смотрите также:
Адаптивные системы управления электропривод ами
48.19kb.
1 стр.
Чудо колокольчиков
81.74kb.
1 стр.
Конспект лекций по дисциплине «Автоматизированный электропривод» для студентов 4 курса всех форм обучения специальности 090603 «Электротехнические системы электроснабжения»
932.35kb.
6 стр.
Адаптивные регулирующие контроллеры
62.04kb.
1 стр.
Техническое заключение по случаю проезда запрещающего показания маршрутного светофора Ч7Р с последующим взрезом стрелок №№111ц, 101ц Нечетной системы станции Пенза-3 Пензенского территориального управления Куйбышевской железной дороги филиала оао
51.59kb.
1 стр.
Распределенные системы. Предпосылки возникновения распределенных систем
18.17kb.
1 стр.
В ногу со временем система
87.09kb.
1 стр.
Закупочная документация по проведению открытого запроса предложений на право заключения договора на выполнение работ по разработке и внедрению Системы управления
551.97kb.
9 стр.
Рабочая программа дисциплины «Операционные системы и среды» для специальности 230103 «Автоматизированные системы обработки информации и управления»
223.62kb.
1 стр.
Учебной дисциплины «Управление ресурсами предприятия»
32.32kb.
1 стр.
Методическое пособие по дисциплине «Многоагентные системы» иуказания к выполнению лабораторных работ Специальность 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления»
731.46kb.
3 стр.
Программа «Интеллектуальные системы»
470.18kb.
4 стр.