Слаботочка Книги

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 [101] 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130

тотной (u)ii < &>< Wc) составляющих ошибки. На этом и основано выполнение контура самонастройки в системе управления (рис. 9-5).

Разделение сигнала ошибки по спектральным областям выполняется фильтрами низких н высоких частот, имеющими передаточные функции соответственно Wo (р) и №фз (р). В качестве таких фильтров могут использоваться фильтры первого и второго порядков. В частности, для фильтров первого порядка имеем

где Тф - постоянная времени фильтра, Тф = [/щ.

Для того чтобы обеспечить вариацию желаемых динамических характеристик основной части системы, в контур самонастройки вводится фильтр с передаточной функцией (/?). Тогда в системе обеспечивается условие дёф/дкс = О а вид вещественной частотной характеристики основной части системы может изменяться в зависимости от соответствующих изменений частотной характеристики фильтра (/ю).

Спектральйая плотность ошибки Еф равна

5,ф(а>)=;и?ф1(7о>) Р 5е(м).

Имея это в виду и разделяя в характеристике Р (ftp.c* < ) положительные и отрицательные значения в областях частот О < ш и &> < < ) <. с, можно записать

-СХ)

5сф(о>)Р(йр. o>)rfo)+ 5,ф(а))Р(Ар. 6))rfo).

Формирование алгоритма самонастройки выполняется на основании метода градиента [34], в соответствии с которым скорость перенастройки параметра принимается пропорциональной частной производной от выбранного критерия качества по этому параметру:

с учетом (9-12) алгоритм самонастройки определяется выражением

-5вф(а.)Р(. *) **

Интегралы в выражении (9-13) определяют энергию высокочастотных н низкочастотных составляющих сигнала Вф.

В соответствии с алгоритмом (9-13) реализация коитура ca]o-настройкн сводится к разделению сигнала Вф на сигналы yi и по спектральным областям О - и Юц - (ик сравнению энергии этих сигналов. В соответствии с энергетической формой интеграла Фурье [71 полная энергия сигналов yi (i) и у, (t) определяется выражениями

оо со

где Yi (/со) и Уа (/w) - преобразования Фурье для сигналов {() и Уг (0. Ух (/w) = (Ниф ih), У2 (/w) = 1Фз(/м) ЕФ (М, а I1 (/w) 1 и \Yz(/О))j*- распределения энергии сигналов по частотам.

Оценка энергии сигналов в соответствие с этими интегралами должна производиться на больших интервалах времени, что неприемлемо для быстродействующих самонастраивающихся систем управления, В контуре самонастройки происходит сравнение сигналов непрерывно по текущему спектру, что фактически соответствует сравнению их мгновенных мощностей. Сигналы yi (О и у. {(), поступающие с фильтров низких и высоких частот, преобразуются в квадратичных преобразователях /(Л/ и КП2 (рис. 9-5) в сигналы у1 (О н у2 (О которые иесут в себе информацию о мгновенных мощностях. Разнсгстный сигнал z иа входе интегратора пропорционален разности мгновенных мощностей сигналов. На выходе интегратора формируется сигнал г для изменения передаточного коэффициента регулятора скорости р.с = р.сг, где fep.c - некоторая неиз.ме-няеная часть коэффициента. Расчет передаточного коэффициента интегратора производится из условия обеспечения устойчивости контура самонастройки и зависит также от спектрального состава сигнала ошибки р-

Фильтр с передаточной функцией №ф1 (/?), кроме формирования желаемой вещественной частотной характеристики, исключает из сигнала ошибки постоянную составляющую.

9-2-4. АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЙСЯ СТРУКТУРОЙ РЕГУЛЯТОРОВ

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 нз режима непрерывных токов преобразователя в режим прерывистых токов или прн переходе вентильного электропривода переменного тока из двигательного режима в тормозной, если двигательный и тормозной моменты формируются в различных электромагнитных цепях системы преобразователь-двигатель . Рассмотрим адаптивное управление электроприводом постоянного тока, работающим прн непрерывных и прерывистых токах преобразователя.

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

Wj{p)--- - -

параметры объекта считаются постоянными, регулятор тока выполняется как /7Я-регулятор и передаточная функция замкнутого контура определяется выражением (2-36) (см. § 2-2).

В режиме прерывистого тока преобразователя ток начинается н заканчивается нулевым значением в течение каждого интервала времени Т = \/(mf), где /ет - 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 X эквивалентное сопротивление преобразователя /?э-п Сопротивление R в прерывистом режиме определяется как функция угла X в соответствии с формулой [541

где А сстя.а постоянная величина. т

При уменьшении тока преобразователя уменьшается и Принципиально можно допустить пределы изменения углов проводимости тиристоров от значения X = 2я/т, соответствующего начально-непрерывному режиму преобразователя, до 0. При этих пределах изменения X сопротивление ]?э,п будет меняться от значения 2Дет /-я.и до бесконечности. Если считать, что /.п д. то сопротивление якорной цепн будет в основном определяться эквивалентным сопро-тнвление.м преобразователя

/?я,ц/?а..1- (9-15)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 [101] 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130