Файл: Кулесский, Р. А. электропривод постоянного тока с цифровым управлением.pdf

включенного па выход аналогового интегратора разно- * сти со 1 —юг. Это доказывает справедливость перехода от

Благодаря простоте метода совмещающего иитегри- . рование разности частотных сигналов с аналого-цифро­

в цифровой форме должна вычисляться лишь интеграль­ ная составляющая закона регулирования. В тех случаях, когда закон регулирования в цифровой форме имеет более сложный вид, для линеаризации может быть так­ же использован способ компенсации помех квантования. Таким образом, в системах регулирования, выходной ко­ ординатой которых является скорость двигателя, способ вибрационной линеаризации используется в неявном виде при третьем методе аналого-цифрового преобразо­ вания. В позиционных электроприводах вибрационная линеаризация может быть использована для линеариза­ ции характеристик либо аналого-цифрового преобразо­ вателя при аналоговом датчике положения, либо модели цифрового датчика, включаемой параллельно датчику.

Рассмотрим лишь второй способ как более универ­ сальный. Устройство линеаризации вырабатывает сиг­ налы wx(t), w,j(t), которые имеют то же функциональ­ ное назначение, что и .'ѴКЛ.(0> AfKW(0 (см. § 2-2), и подоб­ но последним поступают на вход звена с передаточной функцией \Ѵф(р), через непрерывный фильтр с переда­ точной функцией W:i(p), который осуществляет и преоб­ разование wx(t), w,/(t) в амплитудно-модулированные сигналы. Вопросы реализации устройств формирования сигналов wx(t), wy(t) будут рассмотрены в гл. 7. Отме­ тим лишь, что для определения значений входного кван­ туемого сигнала линеаризуемой модели может быть использовано интегрирование сигнала датчика скорости, в частности тахогенератора постоянного тока, широко используемое в практике построения систем управления электроприводами летучих ножниц и пил.

Согласно изложенному эквивалентную схему устрой­ ства, вырабатывающего ш(/), можно свести к схеме, выделенной на рис. 2-15 штриховой линией. На основе

76

этой схемы методом, аналогичным применяемому в §2-2 при обосновании структурных схем рис. 2-3 и 2-4, можно показать, что для случая вибрационной линеаризации эквивалентная структурная схема электропривода, рабо­ тающего в линейной зоне, приводится к схеме рис. 2-16,и, а схема формирования помехи vn(t) от кван­ тования 'по времени — к схеме рис. 2-16,6. Если оценку влияния vn(t) на качество работы электропривода, как

времени (б) при вибрационной линеаризации модели циф­ рового датчика и шсо>Ши-

и прежде, считать задачей уточненного анализа, то рас­ четной схемой на этапе приближенного синтеза стано­ вится схема рис. 2-16,а. При условии coi-o<Mu [что легко обеспечить выбором соответствующего значения частоты

и wу, то погрешности ек.ѵ, еь-;/, характеризующие точность линеаризации характеристик квантователей в схеме рис. 2-1, будут вычисляться для обоих способов по оди­ наковым выражениям (в силу эквивалентности способов вибрационной линеаризации и компенсации помех кван­ тования). Значения е,;л, еК!/ определяются при этом си­ стематическими погрешностями функционирования схем, формирующих MK(t), w(t), и.случайными погрешностя­

77

ми, связанными с наличием помех в сигнале ДП. При значительных величинах еКЛ, elif/ использование техничес­ ких способов линеаризации становится нецелесообраз­ ным. Подход к построению расчетных схем в этом случае рассматривается в § 2-5.

Оценку влияния помехи і'ц(І) на качество работы электропривода можно, как и прежде, осуществлять по степени ее влияния на некоторую координату ;/„(/). При этом выбор структуры W*A(z) на этапе приближенного синтеза необходимо производить, исходя из ограничения значении Пц(^) в схеме рис. 2-16,6. Однако обеспечить такое ограничение практически невозможно, так как W*A(z) зависит от сигнала е*(/), вид которого хотя и становится известным после уточненного анализа, но в процессе работы может изменяться под влиянием раз­ личных факторов. Так если для случая о)Со<©« прене­ бречь эффектом широтно-импульсной модуляции, то из схемы рис. 2-16,6 можно получить:

\ѵл ( р ) = с>р'~+с: р + С з ,

а шаг квантования а достаточно мал и можно прене­ бречь квантованием по уровню в схеме рис. 2-16,6.

Сначала находим выражение для произведения

Е(р)Ѵ?А(р)ѴУф(р):

78

а параметры ЦВУ зависят от характера изменения сиг­

79

цнонпом электроприводе при ступенчатом. полезном сиг­ нале Х( 1) =а и Т = 0. При этом И7а(р )= 0 п \Ѵя(р) = = ІЕф(р) = 1, передаточная функции объекта управления соответствовала (2-25) при к —5 с-1, т=0,1 с, а частота Іи линеаризующего сигнала «(/) принята равной 20 Гц. Если за верхнюю границу полосы пропускания принять частоту, при которой амплитуда выходных колебаний со­ ставляет менее 5% от входных [Л. 12], то значения со<..0

относительно координаты а — угла поворота и относи­ тельно ее производной а равны соответственно 90 и 1 000 рад. с-1, а отношение сосо<соц — 0,715 и 8. Из кри­ вых рис. 2-17 следует, что в первом случае, соответствую­ щем сосоСозц, в сигнале а(0 составляющие, связанные с действием u(t), отсутствуют; во втором случае, для которого сосо^сон, влияние и{1) на производную выход­

ного сигнала a{t) значительно.

2-5. РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ПРИ ВЫСОКОМ УРОВНЕ ПОМЕХ В СИГНАЛЕ ПРОИЗВОДНОЙ РЕГУЛИРУЕМОЙ КООРДИНАТЫ

Целесообразность применения технических спосо­ бов линеаризации, к которым относятся компенсация помех квантования и вибрационная линеаризация, опре­ деляется достижимыми в каждом конкретном случае величинами ошибок е,;.ѵ, еиу, характеризующих точность линеаризации нелинейной характеристики амплитудных квантователей. Составляющие величин е,і;.х., еК!/ зависят от структуры объекта управления, типа входного сигна­ ла, технических характеристик элементов схем формиро­ вания NK(t), w(t) и т. п. Если свойства объектов управ­ ления, рассмотренных в § 1-3, хорошо известны и позво­ ляют осуществить анализ значений вку в общем виде, то такой анализ для eKKв силу большого разнообразия воз­ можных построений задающих устройств сделать за­ труднительно.

Как было отмечено выше, формирование NKX(t) и wx(t) в общем случае может быть осуществлено с мень­ шими погрешностями, чем NKy(t), wy(t). Поэтому рас­ смотрим методику определения составляющих гку, пред­ полагая, что составляющие екк определяются аналогич­

80