Компенсация возмущающего воздействия в системе автоматического управления электропривода

№86-1,

физико-математические науки

В рамках этой работы предполагается рассмотреть систему автоматического управления электроприводом, компенсацию возмущающего воздействия в данной системе, рассчитать её передаточную функцию, определить зависимость при единичном скачке напряжения для системы автоматического управления по возмущающему воздействию, построение графиков зависимости.

Похожие материалы

Рассмотрим систему автоматического управления (САУ) электропривода, представленную на рисунке 1, где обозначено: Wpz — передаточная функция регулятора по задающему воздействию; Woz — передаточная функция объекта управления по задающему воздействию; Wob — передаточная функция объекта управления по возмущающему воздействию; Wzb — передаточная функция объекта управления по задающему и возмущающему воздействиям; g(t) — задающее воздействие; x`(t) — сигнал ошибки; y`(t) — выходной сигнал; z(t) — возмущающее воздействие; ОУ — объект управления.

Схема САУ с цепью возмущающего воздействия
Рисунок 1. Схема САУ с цепью возмущающего воздействия

Для обеспечения инвариантности САУ по возмущающему воздействию воспользуемся принципом дуальности, при котором обеспечивается параллельная компенсация возмущающего воздействия.

На рисунке 2 изображена схема САУ, инвариантная по возмущению, где обозначено: Wкв — передаточная функция компенсационного канала по возмущению; x``(t) — сигнал ошибки; y``(t) — выходной сигнал.

Схема САУ, инвариантная по возмущению
Рисунок 2. Схема САУ, инвариантная по возмущению

Коэффициент передачи САУ по возмущающему воздействию

{W_b}``=\frac{W_{zb} g(W_{ob}-W_{kv} g W_{oz})}{1+W_{pz}g W_{oz}g W_{zb}}. (1)

Из уравнения (1) следует условие абсолютной инвариантности по возмущающему воздействию:

W_{kb}=\frac{W_{ob}}{W_{oz}}. (2)

Коэффициент передачи САУ по задающему воздействию

{W_z}``=\frac{W_{pz} g W_{oz} g W_{zb}}{1+W_{pz} gW_{oz} g W_{zb}}. (3)

Выходной сигнал

{y}``(t)={W_z}``gg(t)+{W_b}``gz(t). (4)

При отсутствии канала компенсации возмущающего воздействия (Wkb = 0), формула (1) для расчёта коэффициент передачи САУ по возмущающему воздействию примет вид:

{W_b}`=\frac{W_{zb} g W_{ob}}{1+W_{pz} g W_{oz} g W_{zb}}, (5)

что отвечает схеме САУ, представленной на рисунке 1.

На рисунке 3 показана рассчитанная по формуле (5) зависимость Wb`(t) при единичном скачке напряжения для САУ по возмущающему воздействию при значениях kpz = 1, Wzb = 1, Tpz = 0,004 c; Tpz = 0,040 c; Tpz = 0,400 c.

Из графиков рисунка 3 следует, что показатели переходного процесса САУ по возмущающему воздействию сильно зависят от параметра Tpz.

Зависимость W<sub>b</sub>`(t) для значений k<sub>pz</sub>, W<sub>zb</sub> = 1:
Рисунок 3. Зависимость Wb`(t) для значений kpz, Wzb = 1:
  • Tpz = 0,004 c;
  • Tpz = 0,040 c;
  • Tpz = 0,400 c

При использовании схемы САУ, инвариантной по возмущению (рисунок 2), отклик на возмущение при выполнении равенства (2) теоретически равен нулю.

Список литературы

  1. Удут Л.С. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Часть 1. Введение в технику регулирования линейных систем. Часть 2. Оптимизация контура регулирования: учебное пособие / Л.С.Удут, О.П. Мальцева, Н.В. Кояин. – 2-е изд., перераб. и доп. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. – 156 с.
  2. Пугачёв В.И. Теория автоматического управления. Конспект лекций по курсу «Теория автоматического управления» для студентов дневной и заочной формы обучения по специальности 210100 – Управление и информатика в технических системах. Часть 1 / В.И. Пугачёв. – Краснодар, КГТУ, 2004. – 156 с.