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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 135

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Полагая Т— >-0, в соответствии с (2-2) и (2-3) имеем:

lim «7*,(2) £ ^ 1 Z , [ ! ^ ] =

І

^

і І Й _ ] = іі?д (р ) Г ф И .

(2-14)

Согласно (2-13) и

(2-14) vn(t)— Ю при

Т - ^0 ,

иа

основании чего можно

рассматривать

vn(t)

как помеху

 

 

от квантования е:|:(0

по

 

 

времени.

 

 

 

 

 

Для

приближенного

 

 

синтеза

регулятора

поме­

 

хой ѵц{і)

можно

прене­

 

бречь

при

условии,

что

Рис. 2-4. Расчетная схема элек­

она оказывает малое влия­

тропривода с цифровым управле­

ние на выходную коорди­

нием при компенсации помех от

нату у{і). Так как обычно

квантования по уровню.

значение частоты

преры­

 

вания

находится

за

пре­

делами полосы пропускания объекта, можно принять, что влияние ѵц(і) на y(t) незначительно, и считать оцен­ ку влияния vn(t) на работу электропривода одной из за­ дач уточненного анализа. Полученная при этом расчет­ ная схема электропривода показана иа рис. 2-4. Необ­ ходимо отметить, что она будет справедлива не только при технической линеаризации с помощью устройств (рис. 2-2,а и б), но и при всех других способах линеа­ ризации, сводящихся к эквивалентной схеме, показанной на рис. 2-2,в.

Из сопоставления схем, показанных на рис. 2-3,6 н 2-4, следует, что точность реализации требуемого закона управления, определяемого видом полученной в резуль­ тате приближенного синтеза передаточной функции Wp(p), тем выше, чем меньше влияние помехи оц(^). Известно, что непрерывная система с передаточной функцией WR(p) является предельным случаем при Т——>-0 бесчисленного множества импульсных систем с передаточными функциями W*n(z). В связи с этим воз­ никает задача выбора такой W*n(z), чтобы дополни­ тельно удовлетворить ограничению значений vn(t). При этом могут использоваться интегральные, среднеквадра­ тичные оценки, оценки абсолютных значений и другие величины г.'ц(И- В большинстве случаев достаточно по­

58


требовать, чтобы ѵц(п7')=0. Для выполнения последне­ го, как следует из (2-13), необходимо, чтобы выполня­ лось равенство

Z Г^ А р ) ^ ф (р ) 1

р

(2-15)

Z \Ѵф(Р)

р

Таким образом, определение передаточной функции W*n(z), являющееся содержанием последнего этапа приближенного синтеза, осуществляется по (2-15). От­ метим, что при Гд(р) = 1, что обычно имеет место при проектировании программных позиционных электропри­ водов, W \ ( z ) = l и выполняется не только (2-15), но и более общее условие

W%(z)Zq П

М р )

=

Zn

Wn(P)W<t,(P) 1

L

Р

J

 

 

Р

J’

так, что здесь согласно

(2-13) иц(()=0.

 

Пример 2-1. Определим структуру

цифрового

регулятора при

условии, что

 

с,р- +

с2р + с 3

 

 

 

(2-16)

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

Приведем (2-16) к виду

(2-4)

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

WVk(Р) = CJP +

+ с3/р =

2

(р)

(р),

 

 

 

 

1= 1

 

 

где ѴРфі{р)=а; Wni(p)=p\

И7да(р) =*1;

^дз(р) = \/р-

■По табл. 2-1 находим:

 

 

 

 

 

 

2[№ді(p)cilp}—Ci\ Z[\VAl{p)С2 Ір] = cizf(z—1);

Z{WR3(p)c3lp ]= c3T z/(z - l)* - ,

 

41Пі(Р)/Р] = Сі2/(2-1).

 

Подставляя 'Полученные выражения в (2-15), получаем:

^ % 1(z) =

( z - l ) / z ; \

 

^*д»(г) =

1;

 

>

(2-17)

W \ 3 { z ) = T / { z - \ ) . J

 

В соответствии с (2-17)

цифровой

регулятор

можно построить

как сочетание цифровых блоков: дифференцирующего ЦД, пропор­ ционального ЦП и интегрирующего ЦИ, блоков ЦАП и аналогового

блока, осуществляющего суммирование соответствующих сигналов

59



(рис. 2-5,а). При этом выходная координата регулятора Для дис­ кретных моментов времени определяется выражением

s {пТ)]= c,s„ («7') +

c2sn (пТ) + c3Tsa (пТ) =

 

 

 

Т )1 +

с

2

 

 

л-1

 

(кТ).

 

 

 

2

 

= с, [в* (пТ) - е* (пТ -

 

 

е *

(пТ) +

с, Г

А = 1

в*

 

Умножение сигналов sR(nT), sn(nT) и sB(nT) на коэффициенты Сі, с2, сз осуществляется в аналоговой форме блоками ЦАП, кото­

рые также производят и суммирование корректирующих сигналов

Рис. 2-5. Блок-схемы ЦВУ при параллельном (а) и прямом (б) про­ граммировании вычислений.

NKX(t) и после их преобразования непрерывными фильтрами \Ѵщ(р), где і= 1, 2, 3. Если же привести (2-16) к виду (2-3), то

принимая, например \^ф(д) = 1, из (2-15) получаем:

W*Hz) = ö0z2 + a,z + а2

(2-18)

где ао = сі+ с2; ах=СзТ—с2—2сі; а 2 = С і .

Передаточной функции (2-18) соответствует разностное урав­

нение

s(nT) —anе* (пТ) +аіе* (пТ—Т ) +

+ а2е* (пТ2Т) + s (пТ—Т).

Согласно последнему ЦВУ можно построить из цифровых бло­ ков умножения, задержки на один период прерывания БЗ и сумми­

рования (рис. 2-5,6).

После решения задачи синтеза, когда становятся из­ вестными передаточная функция оптимальной системы и закон изменения е(0 в линейной зоне, оценка влия-

60


иия помехи Ѵц (t) на работу электропривода может быть осуществлена на основе структурной схемы, приведенной на рис. 2-6. Выбирая в качестве индикатора степени

У ѵ ( п Т )

Рис. 2-6. Структурная схема для оценки влияния помехи от кванто­ вания по времени.

влияния помех уровень флюктуации некоторой 'коорди­ наты объекта управления yv(t), определяем передаточ­ ную функцию Я (р) линейного фильтра из условия

Н (р) = Y v (p)/Y (р).

(2-19)

Если yv( t ) = i ( t ) , то согласно изложенному

в § 1-2

для электроприводов, предназначенных для регулирова­

ния скорости и положения, выражения для Я(р)

будут

иметь вид:

 

 

HJp) =

Ta pl р;

(2-20)

Ha{p) =

Tu fflpka .

(2-21)

С учетом (2-19) можно записать:

Yv {z,q) = ^ * { z ) \ ^ \ { z ) ^ Z

z — 1 7 гг д (р)

(р) а (р) н (р)

z

PW^P)

Г^ ф ІР) G (Р) Н

CP) I

1

Pwv (Р)

J

]}= E **(z) К* (*,?).

(2-22)

Определение yv(tiT+qT) по (2-22) может быть осу­ ществлено известными методами [Л. 1, 3, 6]. Так как в* (■£)— квантованная по уровню произвольная функция времени, удобнее определять yv(nT, qT) путем решения разностного уравнения, соответствующего (2-22). Если передаточная функция -К* (z, q) может быть представле­ на отношением двух полиномов от z

К* (z, q)

(г, д)

g0zm + ахг-т-х-\-

•• + a m

, (2-23)

 

Е** (z)

z ‘ + ö,21_1 + ..

+ bi

 

61