автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка микропроцессорной позиционной системы автоматического регулирования с ограничением ускорения

НОСКОРОШ ОрД*гНи ЛЕПЖ ¿1 ордена ОГ:йБР!Ж)3 РйЮШИИ 3! шггвт « {¿С ша и ЮТ ИГ У'Г

РАЗРАБОТКА КИКРОПРОВЕССОРЯОЙ ПОЗЭДКОНГОЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ С ОГРАНИЧЕНИЕМ УСКОРЕНИЯ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование

'АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени юшдидата технических наук

На правах рукописи

гКОУ Ю,1

МОСКВА

1991

Работа выполнена на кафедре "Автоматизированного •«л-.чсгроирк&'.'Ли" .'.»сшсскаго ордена Xvuima и ордена иггяОрекоЯ i'eboл»Uni', энергетического института .

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент КОЗЫРЮ С. К.

Осици.'лльные оппоненты ; доктор технических наук, профессор БУЛАТОВ О. Г.

кандидат технических наук, доцент ПОЛЫЦУГ. К 'А.

Гпредприятие - Vi.yv.ioo проководсгвояное объединен "Чер:«т автоматика"

Зицига СОСЯОИ7СЯ "15" марча 19У1 г. в аудитории M - £14 в М_ час. jno мин. на заседании специализированного Совета К-ОК.. lf\ 00 Московского ордена Ленина и ордена Октябрьской IVьоящик энергетического института.

<Жы-ы /ь двух экле^плярах, 8атеренние печатью/ просим нап-ргшяп по .адросу: 10ГЯ&П 101i, Москва, Е-250, Кр^сноказармен ння ул. , 14,Соьет КЭЯ

С дис-сертац/.ей мохно ознакомиться в Оилиотеке МЭИ. Аьторч^рнт разослан "Ш" февраля 1991 г.

Ученый Секретарь Специализированного Совета К С53.1П. Об , .

к. т. н , доглнт Т. В. АНЧАРОВА

ОВЕЛЯ ХАМКТЕШЛИКЛ РАБОТЫ

Актуальность темы . В различных ог;селях в|<о№ш?<шости имеется большое- число производственных механизмов, которые должны обеспечивать автоматическую отргЛотту рабочим органом заданного лтйиого или углового п>'ремещ.-чг,ш. При построении систем автоматического уяразденам такими механизм-¡ми ви! я\ проблемой является, обеспечение треОу'.-мых законов дьи^-ния, ПОЗВОЛЯЮЩИХ получить Процессы точного П03ИЦИ0НИРСВ.ШКЯ о достаточно высоким быстродействием. Вместо с тем ряд позшвюнннх механизмов требует ограничения ускорения при отработке заданных перемещений, т.к. при высоких значениях >зксрення могут возникать зна'мтедьаш механические усилия, которые ускорят1 износ механизмов или ведут к. их поломке. Известны позиционные системы, в которых ускорение огранкчиьастся за. счет ьрда-онепии задатчика интенсивности, задатчика поло.чеьия и др. Однако, анализ работ этих систем показывает, что в позиционной системе с задатчиком интенсивности и при настройке подчиненного контура скорости на модульный оптимум, нагрузка влияет на быстродействие процессов позиционирования. Система с задатчиком положения монет быть успешно использована лишь при работе с малыми нагрузка.««!. Б то ж время,, ограничение ускорения моле г быть реализовано за счет применения других средств, например, за счет формирования задания на ток или использования контура ускорения вместо'контура тока. Следует отметить, что в литературе отсутствует сравнительный анализ различных систем с ограничением ускорения. С этих позиций дальнейшее исследование позиционных. систем с ограничением ускорения является актуальной задачей.

Представляет теоретический и практический интерес рассмотрение позиционных систем о ограничением ускорения, реализованных на базе микропроцессорных средств. Б микропроцессорных системах часто возникает необходимость учета и компенсации влияния дискретности на процессы позиционирования. При этом для обеспечения требуемых законов дпидения та! сия компенсация усложняет алгоритм управляющей программы. Поэтому следует пай-

ти простой способ компенсации. Это такле подтверждает актуальность задачи дальнейшего исследования позиционных систем с ог-раивчсчмем ускорения, проведения их сравнительного анализа с учетом особенностей с использованием микропроцессорных средств.

Цель работы. Целью работы является разработка микропроцессорной поьицвонной системы с огрзничедисм ускорения.

В соотьетствия с поставленной целью ровэлись следующие задач;-. :

1. Анализ известных позиционных систем с ограничением ускорения я оценка кх динашческах свойств;

2. разработка программного обеспечения микропроцессорной позиционной системы с ограничением ускорения;

3. Исследование на имитационном макете микропроцессорной позиционной системы с ограничением ускорения.

Ме тоди и с с л е до в а! 11 '.й. В работе использованы теоретические и укеперкминтадькь:е методы исследования. Теоретические исследования оазируюгся на теории электропривода, теории автоматического управления. Кфоко применялось .математическое моделирование. Разработка и отладка алгоритмов и программ микропроцессорного управления проводилось с использованием цкфро-анахоговсго имитационного макета. Основные теоретические выводи подтверждены результатами исследования на имитационном макете.

Научная новизна.

Новизна проведенных исследований заключается в следующем:

1. Обоснована возможность сосДания различных позиционных систем подчиненного регулирования с ограничением ускорения. Проведена их количественная оценка по быстродействию и величине статической ошибки при отработке заданных перемещений.

2. Разработана позиционная система подчиненного регулирования с Формированием задания на ток. Она кохет иметь контур скорости как с астатизмом первого порядка, так и с астатизмом второго порядка.

3. Выполнены исследования на цисро-аналоговом имитационном макете микропроцессорной позиционной системы с контуром ускорения. Предлог ни меры по компенсации влиянии дискретности

с)

на процессы позиционирования в случае использования пропорционального или параболического регулятора положит;.

Практ ичес кая це н но с т ь.

Результаты и выводы данной диссертационной работы могут быть полезны при разработке позиционных олектроприводов д.«! механизмов, требупздс ограничения ускорения при отработке заданных перемещений. Разработанный инфро-анапогоакя имитационный макет макет быть испитован для исследования различного типа микропроцессорных позиционных систем и представляет практическую ценность при применении его б учебном процессе.

Апройашя работы. Научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждздисъ на с ем?, и аре и заседании кафедры Автоматизированного электропривода ЮИ У января 1391 года.

Публикации, материалы диссертационной работы опубликованы в двух статьях.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 67 наименований, приложения, содержит Г страниц основного текста, бз рисунков и яд таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении' обоснована актуальность исследований, сформулированы цель и задачи работы, кратко изложено содержание диссертации.

В первой главе выполнен обзор • позиционных систем

регулирования и дана их классификация. Рассмотрены позиционные системы подчиненного регулирования как с пропорциональным, так и с параболическим регулятором положения. Проанализирован ряд методов регулирования с разделением процесса позиционирования на несколько этапов, применяемых наиболее часто в системах с микропроцессорным управлением. Приведены такте сведения о микропроцессорных позиционных системах с адаптивным управлением.

Позиционные системы регулирования можно разделить на две

группы:' позиционный системы, в которых не требуется ограниче-яал ускэдояя, я позиционные системы с ограничением ускорения. Г; гагиеимостн от способа ограничения ускорения позиционные CJ'CTC-Siu с ограпхченл-.м ускорения могут быть подразделены на следуйте:

- позиционные и истоми с задатчи кои интенсивности;

- пежицвеннш систему с гадатчикэи лолохгния;

- позицнинныо системы с формированном задания на ток;

- nowwHHiv системы с виутрлапим контуром ускорения;

В ¡киицхешшх системах подчиненного регулигчж-нкя волной п',.обл«/>й явынт-тел ььйор рационального регулятора положения, который позволяет получить процессы точного поаицисшированкя с достаточно bucoKits Оцстродействие:.:. Широко применяются, регуляторы положения, вторые ужт характеристики следую« типов:

- пгюшрцпопалввый с постоянным л измевявдаюя коэ^ фици-'Ji го;.: усилы-Ж;;

- параболический с различными начальники участками,

- регулятор с а гля'о ко и манией параболы лииешдои участками.

1 аосмотроны споеооь: епред-гл-кия параметров этих регуляторов полол-пил. Zrowzmmp-oimo влияние нагрузки на валу яьи-гателл in точность поивдонироьащи и способы устранения ста-тичослой осйоки.

¡icno.nL30E':.i-;H-t микропроцессорного управления позволяет разделить прощусс позищюнкровздкя на несколько аталэв, что мохет быть л-гко реализовано программным путем. При от-ом в гоне болгах рассогласований ускорение ¡1ог.крЛ1ваетсй постоянным. а ъ гои* .малых paeoei ласосиниГ! качинайт действовать Регулятор пога-'.енпя. nefivi-^f ч-/нпо с одного отана н-ц другой в процессе совикаснигокшиг ееецсствляется за счет контроля отрабатываемых и<;р«к»а>нйй. I; качестве примеров такого регулирования в главе проанализированы метод задания на ток, метод линейного уменьшения тока двигателя в аоне малых рассогласований, метод кзпельго&члия цифрового фильтра в качество регулятора поло«тид и. другие.

Считается, чго рассмотренные вв:хе погициоиныо системы имеют постоянные параметры и некгк-жцую нагрузку на валу двигателя в проц> ссо позиционирования. Если необходим учет изменения параметров из-за дошкя их на точность позиционирования, то

молодо использовать адаптивное управление. В главе приведены примеры таких систем и проанализированы результаты их исследования.

Во второй главе исследованы с использованием математического моделирования различные позиционные системы с ограничением ускорения и II—регулятором скорости.

Структурные схемы позиционных систем с ограничением ускорения представлены на рис.1. Здесь использована система относительных единиц.;

< =

I'

Тм

£=<--( с =

а

Ли

Т„- С-1А,

к*- -Г*

Замкнутый контур тога представлен инерционным звеном, а контур скорости считается настроенным на модульный оптимум.

Наиболее широко известна позиционная система регулирования с задатчиком интенсивности (рис. 1а). В этой системе задат-чик интенсивности определяет требуемый темп разгона и торможения, а для получения процессов точного позиционирования с минимальным временем отработки в качестве регулятора положения принят известный параболический регулятор, имеющий следующую характеристику (рис. 2). .

и/с

и и,

А<? « Л ср,

где, е.

заданное максимальное ускорение, | а

лф4-е, т*»«.

¿Ух

яе,

= с т

I и,

АЦ>

Рис. 2. Характеристика регулятора положи нш.

а;

\ РП ни зи

/ ■

рс А

гт»< л

Чг

<

.. 1 КР I

ч Л*

и«

WPc

А 1 /

лк. 1.

I Чггг)

Чж»)

<?5т

¥

"я

1 1 \ (

) т^с-ч

■Ш

I

со

I

£

Рис, I Структурные схемы позиционных систем с ограничением ускорения.

У

При анализе процессов позиционирования замкнутм:! контур скорости также представлен инерционным зьеном с передаточной функцией д^р —. Оценка быстродействия процессов пози-

ционирования проводилась по временам Т, , Т*, Т3, где Т, - время вхождения в зону ±0,5* отклонения от заданного переме-

щения; Т^ , Тъ - времена вхождения т'.>.£(*'> в зону 10,57, отклонения от заданного максимального значения скорости Уч и ускорения £I

Проанализирована работа этой системы как при холостом ходе, так и при нагрузке. Результаты анализа показали, что при нагрузке процессы позиционирования протекают более медленно и сравнении с процессами при холостом ходе. Например, при <^«=0,2, =1, время Т, увеличено на 8,5%. Это объясняется

тем, что в связи с использованием нелинейного регулятора положения, при нагрузке на участке тормохения установившаяся динамическая ошиб:са контура скорости не является постоянной. Поэтому ускорение такш изменяется и оно меньше, чем заданное значение.

Процессы точного позиционирования могут быть обеспечены также за счет применения пропорционального регулятора положения с изменявшемся коэффициентом усиления. Коэффициент усиления такого регулятора выбирается из условия отработки заданного перемещения без перерегулирования и определяется следующим образом: в диапазоне средних перемещений

где, Мт!.^)- корректирующий коэффициент при учете влияния инерционности контура тока, 0<К,<1;

Фн=-~ - граничное значение между средними и большими пе-ремещсниями.

В этом случае получено, что если коэффициент усиления выбран для холостого хода, го при нагрузке будет возникать дотягивание. Чтобы ускорить переходные процессы при нагрузке, необходимо увеличить выбранный коэффициент и за счет этого мо-

а в диапазоне болылих перемещений

(3)

ж>т Сыть скомпенсировано влияние нагрузки на время Т<. Однако, это ведет к значительному возрастаний времен Тя и Т3. Например, при <г>3 -0,::, для получения при 4 =1 примерно такого же времени Т, , как при <'с=0, кРп должен быть увеличен на 4Х, а при этом возрастание Т5 составляет 40%.

Рассмотрена известная позиционная система с задатчиком положения (рис. 16). Спецификой этой системы является установление на входе системы регулирования задатчика положения , который позволяет формировать желаемые траектории процессов позиционирования и ограничить их теми разгона и торможения желаемым значением в соответствии с заданием на ускорение. ■ В этой системе контур положения с пропорциональным регулятором настроен на модульный оптимум. Анализ работы данной системы показал, что цель применения задатчика положения достигается лишь при холостом ходе, а при нагрузке на начальном участке разгона может возникать недопустимое перерегулирование ускорения. Например, при^-0,5 и¿¿=1,0, это перерегулирование составляет 302 и 48%. Это перерегулирование может быть устранено за счет уменьшения рекомендуемых коэффициентов К, . к-* . Однако, при уменьшенных коэффициентах ' к(, кк , быстродействие снижается. Например, для случая Я>3 -0,1, -1 при

к!, к* , обеспечивающих перерегулирование ускорения 0%, время Т1 увеличено на 5,5£.

Как указывалось выше, известен метод регулирования с разделением процесса позиционирования на два этапа. На этой основе разработана позиционная система с формированием задания на ток (рис. 1в). Спецификой этой системы является то, что на втором этапе принят пропорциональный регулятор полож-ния и заданные моменты пересечения ;.;огут быть определены аналогичным способом. Принцип работы данной системы заключается в следующем: на первом этапе ускорение поддерживается постоянным за счет формирования гадания на ток при разомкнутом контуре скорости. При этом ведется контроль за величиной отрабатываемого перемещения. Когда = , знак ускорения меняется за

счет изменения задания на ток и система входит в регам торможения. При вховденки в зону , начинается второй этап регулирования: меняется задание на ток, замыкается контур

скорости и регулятор положения начинает выполнять свою Функцию.

Коэффициент усиления регулятора положения выбирается равным тангенсу уг.ла наклона касательной к параболе в точке : Крп = • При этом парабола должна

сместиться вправо и из этого могут Сыть найдены значения переключения..- , На участке -»ф^лс^ -а, парабола имеет вид:

\/= /*£, ^ 3

Допустимое значение кРпт>чс выбирается из условия отработки заданного перемещения без перерегулирование Крл«,», — "^.'-¿Г ■ С учетом специфики данной системы реальный Крп определяется следующим образом:

'Крп^ Кр„„»„ • Ь4гт = -(ч^о

где, — корректирующей коэффициент, значение которого за-

висит от заданного перемещения.

Ограничение ускорения реализовано на первом этапе за счет формирования ?\цания на ток:

| и1Т1р) = 4.+ £,

1-1/1(1) = 1с- £, ь^х ^ о.^!

а на втором этапе, за счет ограничения выходного напряжения регулятора скорости:

¿Лт-п».* = <л/>о

гл л* "("с - £ ( <■ О

Результаты исследования показали, что в этой системе нагрузка мало влияет на время Т, , но времена Тг, больше, чем их значения при холостом ходе. Например, для случая ^ -0,2, при <с=0 и <с-1. Разница времени Т, не Солее 32, а времена

Та, Тз увеличены на 18?.. Причем, данную систему целесообразно применять лишь в диапазоне 0< <с < £, , т. к. при ^ > £, , возникает трудности в формировании ограничения на выходе регулятора скорости, что ведет к нарушению ограничения ускорения в зоне малых ошибок.

Для ограничения ускорения может быть использована также позиционная система с внутренним контуром ускорения вместо контура тока (рис. 1г). В зтой системе, контур ускорения также настроен на модульный оптимум, а в качестве регулятора положения, можно принять либо параболический с'характеристикой (1), либо пропорциональный, соответствующий (2), (3). Результаты исследования показали, что в данной системе нагрузка не влияет на быстродействие и отсутствует статическая ошибка. Переходные процессы в системе с пропорциональным регулятором лучше, чем в системе с параболическим регулятором. Последний вывод объясняется соотношением коэффициентов в зоне малых рассогласований

В третьей главе исследованы позиционные системы с ограничением,ускорения и с ПИ-регулятором скорости. Дана количественная оце!Гка статических и динамических свойств всех рассмотренных систем. Рассмотрено ограничение ускорения при больших нагрузках.

Недостатком рассмотренных систем ( кроме системы с контуром ускорения ) считается наличие статической ошибки при отработке заданных перемещений с нагрузкой. Статическая ошибка может, быть устранена различными путями, в том числе за счет, применения Щ-регулятора скорости о включением дополнительного фильтра на входе контура скорости.

В позиционной системе с задатчиком интенсивности и параболическим регулятором положения,при настройке контура скорости на симметричный оптимум ( \л/рс,— "з'^Гр '■ > результаты анализа показали, что она позволяет успешно отрабатывать заданные перемещения лишь при холостом ходе. При нагрузке на начальном участке разгона может возникать недопустимое перерегулирование ускорения и это перерегулирование зависит от величины нагрузки. Например, при <с-=0,5, оно составляет 177,,

а при <«-1,0- 33%. Для уменьшения этого перерегулирования необходимо менять настройку контура скорости. Принят рекомендуемый регулятор скорости с характеристикой <4^ при этом указанное перерегулирование составляет лишь 9%, но из-за увеличения значения , процессы позиционирования замедлены в сравзеииа с варианте»/, когда <л/р«.= Например, при -0,1. время т, ыграста-

ет на 83% . В этой системе при испо-т.совании про.торщ;скол,ного регулятора положения с изменяющиеся коэффициенте1.!, характеристика регулятора скорости то:-» должна иметь вид соответствуют;:;! (4). При этом из-за увеличения т^, коэффициент усиления регулятора положения меньше, чем его значение при и^е —— и быстродействие также снимется.

В известной позиционной системе с гадатчи.ком подс.чекия, рекомендуется настраивать контур скорости на симметричней оптимум с включением на вход? контура скорости есе одного канала с коэффициентом от задатчика положения (рис 10). В отом случае, контур положения попрехнему настроен на модульный оптимум. Получено, чте в этом варианте при нагрузке так:«- мохет возникать недопустимое перерегулирование ускорения и необходимо уменьшать рекомендуемые коэффициенты К[, К», К5 . Найдены уменьшенные ко-,<?фи"циенты К*, К'}, при которых перерегулирование ускорения снижается до 5%. Ко это ве^ет к замедлению процессов позиционирования. Например, при ^=0,2, время т, увеличено на 7%.

В позиционной системе с Формированием задания на ток, контур скорости можно настроить на симметричный оптимум. При нагрузке в этом случае отсутствует перерегулирование ускорения. Однако, поскольку в этой системе контур скорости замыкается лишь в зоне малых осибок, нагрузка сказывает влияние ьа быстродействие. Чтобы при холостом ходе и при нагрузке время т, оставалось бег изменения коэффициент усиления регулятора положения необходимо увеличить.

Сравнение статических сгиОок в рассмотренных системах с П -регулятором скорости доказало, что в системе с задетчнком положения статическая ошибка меньше, чем в других. Это объяскя-

ется различными значениями коэффициентов регулятора положения. Сравнение быстродействия рассмотренных систем показало, что система с контуром -ускорения обладает наилучшими показателями. При использовании ПИ-регулятора скорости быстродействие при отработке заданных перемещений хуже, чем в случае применения П -регулятора скорости. В-системе с задатчиком интенсивности из-за влияния нагрузки процессы позиционирования протекают наиболее медленно.

При больших нагрузках возникает необходимость ограничивать ток двигателя, в результате чего ускорение должно уменьшаться в зависимости от нагрузки. Для максимального использования двигателя по перегрузочной способности ускорение в функции нагрузки дфлшо изменяться, как это показано на рис 3. Особенность ограничения ускорения при ' больших нагрузках ( ч, -< -(с <. •(»,) заключается в том, что на участках разгона и торможения могут бьггь разные ускорения и в процессе позиционирования необходимо проводить переключение задания на ускорение. ■ Разработаны дополнительные алгоритмы ( логические операции ), позволяющие реализовать функцию = -/гй) и обеспечить работы всех рассмотренных систем (кроме системы с формированием задания на ток) в полном диапазоне изменения нагрувки.

В четвертой главе приведены результата исследований микропроцессор- ; ной позиционной системы с ограничением .ускорения, имеющей цифровой контур положения и аналоговый контур скорости. , Исследования проводились на имитационном макете. В состав этого ма- ■ кета входят 16 разрядное микропроцес- ■ сорное устройство (УМУ-1) и аналоговая вычислительная машина (АВК-31). Разработанный имитационный макет позволяет проводить исследования различных позиционных систем, изменять характеристики и параметры регуляторов положения, инерционность контура скорости, величину задаваемых перемощений, нагрузку и т. д.

Для исследования позиционной системы с контуром ускорения (рис. 1г) на АВК-31 создана аналоговая модель ее непрерывной части, в которой заданное перемещение может изменяться в диапазоне средних перемещений, а нагруз!са - в пределах Ог I».

lia языке Ассемблер PDP-U разработано программное сбоспече•.'.■, цифрового контура полоуйккд, р^^ик^ут-* '!уккци;о проп^рила-нального и параболического регулятор;! поло-.опия, время ;..ч-;сч>,-та управляющего-воздействия состоз.*дот н* более 4 гС. I заработанное программное обеспечение еодсряя осионауа про: р'."/!,:у и вспомогательные подпрограммы. Сонсъкал программа сд>"г

рассчитать параметры р-гулятора полояк-ния в заьиеим" jth от предварительно заданной и реал/.зогать процесс'; регулиро-

вания с различи!.:».;;-! хар-з:«геркети-гчкк р"гуллго;а ¡'.зло •• Еспомзгателы-1:ё подпрограммы ¡.ыголя.хт ь процессе р.тулпрога-няй отдельные оуакцак: ввод аиалого-í к епг;:адоз, разч.-г управляющего воздействия и др.

Ш имитационном макете дискретность высыпается гл-ц.нь".: образом наличием квантования по времени, определяемом грем-н^м расчета управляющего воздействия. Экспериментальным путем установлено, что при пзра;.1?трах регулятора полол?кия, ыйргданкх без учета дискретности, на имитационном макете ьсзникаег перерегулирование при отработке заданных перемещений. Например, при <р,-0,2 перерегулирование составляет 4', при препорциокаль-ном регуляторе и 7% при параболическом. Приняты мерь; по компенсации влияния дискретности. В основу компенсации полохено то, - -tro влияние дискретности заьпсит от соотнозеккд постоянной времени контура скорости и периода квангоганил. Поэтому при учете влияния дискретности постоянная времен;: з формуле расчета характеристики параболического регулятора положения доддна увеличиться, а козКицненг усиления пропорцианального регулятора полоэюикя, ЕЫбраникЯ без учета дискретности, долхен уменьшиться.

В случае использования пропорционального регулятора положения при компенсации влияния дискретности кооффиционг усиления представлен в виде : (Щ^ ■ К*- Kj •

Kn-i.ífo—керрекгкрукзй коэффициент при учете отдельно

влияния инерционности, kjef,(cf,) - ксррокгврукйвкл коз^ици-

ент при учете отдельно влияния дискретности. В диапазоне О1,0 на имитационном макете найдены козч^-ицилшты. .

позволяющее отрабатывать заданные перемещения без перерегулирования. С учетом -ранее полученных коэффициентов А'и , определены коэффициенты fcj и = (си • ty . Эти зависимости показаны па рис.4. Из рис.4 видно, что К* нелинейно зависит от заданного перемэценил, -a Kg практически не изменяется. Можно считать, что к9 не зависит от перемещения. На рис. 4 показаны также зависимости Ки, К5, Khj при больней ïi ( "¿-0,01). Видно, что при -0,01 значения К* существенно меньше, а значения K« больпе. чем в случае, когда "0,005. В результате этого значения Кир мало отличаются друг' от друга. Это объясняется тем, что с возрастанием постоянной времени контура скорости влияние инерционности увеличивается, а влияние дискретности уменьшается при неизменном периоде квантования. На рис. 5 приведены кривые переходных процессов

4>,и'>. vu'), ut') , полученные в результате теоретического расчета и эксперимента, которые иллюстрируют результаты компенсации влияния дискретности. Из рис. 5 видно, что после принятия мер по компенсации влияния дискретности перерегулирование полностью устранено и экспериментальные результаты близки к расчетным. '

При параболическом регуляторе положения для упрощения алгоритма расчета управляющего воздействия предложи следующий способ компенсации влияния дискретности: увеличение постоянной времени е формуле расчета характеристики параболического регулятора положения на величину 7), т.е. tit+T) , где, "Ei — заданная постоянная времени контура скорости без учета дискретности, т9 — -добавочная постоянная времени, значение которой выбирается из условия отработки заданного пермещения без перерегулирования. На имитационном макете в диапазоне 0,1^ 1.0 найдены значения для различных T« , В результате анализа установлено, что зависимость T^/w,/й) молит оьггь представлена линейной функцией и записана в виде : тэ= a-^i f ь-тХ . где, a, L>— постоянные коэффициенты. При "0,005 получены а=0,05 и Ь-0,02, а при T^-O.Ûl -а-0,05 и Ь-0,01.

На имитационном макете исследована татке позиционная система с задатчиком интенсивности и параболическим регулятором

положения (рис 1а). На АВК-31 реализована модель контура скорости с задатчиком интенсивности. Исследование данной ckct'-mv.! проводилось так«?, как и исследование системы с контуром ускорения. Установлено, что рассмотренный способ компенсации влияния дискретности müä-'T успешно применяться и в этой системе. Особенность состоит лишь ь том, что полученные добавочные постоянные времени т3 в глом случае несколько больше, чем то *» значения в системе с контуром ускореаил. Это о&ьясненяется вли:п:иом задатчика интенсивности.

тг'с. 4

Г?ав"'о:тст:1 Ки, :/л. Кит от зояа»"~го пет>е-лвк»^тя

пропорциональном РП.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проанадигяровакы позициоюш системы с ограничением ускорения и предложена их классификация. Показано, что рассмотренные по?Ш!Коаиы9 системы регулирования обеспечивают ограничение ускорения. Они могут иметь контур скорости как с аста-

• твзмом первого порядка, так и с аетатизмом второго порядка. Даны рекомендация по г.ыбору характеристик регуляторов полохе-

ни£.

2. В позиционной системе с задатчиком интенсивности и при настройке подчиненного контура скорости на модульный оптимум нагрузка влияет на быстродействие процессов позиционирования. Контур скорости моле? обладать астаткэмом второго порядка, но не рекомендуется настройка его на сш^трит® оптимум.

3. Позиционная система с задатчиком положения может- быть использована лишь при работе с малыми нагрузками [ osit<».5). При больших нагрузках необходимо существенно уменьшить рекомендуемые коэффициенты корректируктах связей, что ведет к снижению быстродействия.

4. Позиционную систему с Формированием задания на ток целесообразно применять липь в определенном диапазоне изменения нагрузки, который определяется заданным ускорением ( osi:i£,)(

5. Разработанный имитационный макет и программное обеспечение для микропроцессорного устройства, используемого п макете, позволяют исследовать разные позиционные системы с различными характеристиками регулятора положения.

6. В рассмотренных системах, влияние дискретности на процессы позиционирования молот быть скомпенсировано за счет увеличения постоянной времени в формуле расчета регулятора положения на величину Т3 , зависящую от заднного перемещения и малой некомпенсируемсй постоянной времени "р/ .

7. Среди рассмотренных позиционных систем система с внутренним контуром ускорения обладает наилучшими показателями по быстродействию.

Основные положения диссертации онуоликованы в следующих работах:

1. Чюу Юй. ййор коэффициента ускорения пропорционального регулятора положения. - М., 1989. - 12 с. Рукопись представлена МЭИ. Деп. в Чермъ'ТИНформации N 5314 от 10.12.1369г.

2. Чжоу Юй. Позиционные системы регулирования с ограничением ускорения и оценка их динамических свойсте. /Моск. энерг. ин-т. - М. , 1990. - Деп. в Черметинформации N 5554 от 15.12. 1990г.

Подписано к печати' Л— ^ ' .

1!сч л /.¿¿Г Тираж /¿-р З^ка! * Г £ " Ь<ччматно._

типография мэи, к^ааюьа^ярменмзя, 13