Синтез регуляторов следящего привода

Структура следящего привода приведена на рис. 5:

Рис 5. Структура следящего привода

Необходимо обеспечить следующие требования к динамическим свойствам привода:

. Динамическая ошибка привода в рабочем режиме движения должна быть не больше допустимой .

. Скоростная ошибка при движении рабочего органа с максимальной скоростью должна быть не более допустимой .

. Время переходного процесса должно быть не более допустимого

. Необходимо обеспечить отсутствие перерегулирования при малом ступенчатом воздействии.

Реальное рабочее движение рабочего органа, создаваемое приводами манипулятора должно происходить со скоростью, не превышающей максимальную , и с ускорением, не превышающим максимальное при минимальном расстояние от оси вращения до рабочего органа . Вместо реального движения в режиме слежения рассмотрим эквивалентное гармоническое:

Оценка требуемых значений частот среза разомкнутого следящего привода и разомкнутых подсистем регулирования тока и скорости

Параметры контрольной точки: ) (из п. 4.3.1)

Для обеспечения быстродействия и отсутствия перерегулирования используем П-регулятор положения.

Частоту среза вычисляем по формуле:

Для обеспечения требуемой длительности переходного процесса необходимо, чтобы выполнялось условие:

Скоростная ошибка привода при движении рабочего органа не должна превышать .

Должно выполняться условие:

Окончательно принимаем .

Для обеспечения минимальной технической сложности, достаточными запасами устойчивости и возможность работы без перерегулирования системы, частоту среза для подсистем регулирования тока и скорости принимаем:

- частота среза подсистемы регулирования скорости,

- частота среза подсистемы регулирования тока.

Рис 6. Желаемая ЛАЧХ разомкнутой системы

Синтез подсистемы регулирования тока

Структура подсистемы регулирования тока представлена на рис. 7:

Рис 7. Структура подсистемы регулирования тока

Данная подсистема регулирования тока состоит из датчика тока, измеряющего ток в якорной цепи двигателя, регулятора тока, силового преобразователя, якорной цепи двигателя.

С учетом возможности форсирования по току, силовой преобразователь формирует среднее напряжения якоря при входном управляющем напряжение . Отсюда, коэффициент усиления силового преобразователя .

Требуемое значение коэффициента обратной связи по току определяем по максимальному моменту и выходному сигналу цепи обратной связи по току :

Постоянную времени ПИ-регулятора тока примем равной электромагнитной постоянной двигателя: .

Определяем коэффициент усиления ПИ-регулятора тока:

Электромеханическая постоянная времени двигателя:

Чтобы система обладала необходимыми запасами устойчивости и качеством переходного процесса частота среза должна удовлетворять условию:

Статья в тему

3D-MID области применения и технологии производства
В 80-х годах прошлого века 3D литые монтажные основания (3D molded interconnect devices, 3D-MID) были провозглашены прорывом в электронике, даже высказывались ожидания, что они заменят печатные платы. Но тогда прорыва не произошло, что во многом объяснялось несовершенством технологии ...