В течение многих лет существует устойчивый интерес специалистов к электроприводам с упругими связями, что подтверждает важность и актуальность разработки и исследования систем этого класса.

Обычно ограниченная жесткость связей между двигателем и исполнительным органом механизма, а иногда и между отдельными элементами механизма обусловлена конструктивными особенностями и требованиями уменьщения его массы и габаритов. Поэтому пожелания увеличить жесткость конструкции далеко не всегда могут быть выполнены.

Если к быстродействию автоматизированного электропривода не предъявляется высоких требований, а частота собственных упругих колебаний механизма достаточно велика, то влияние упругости связей на работу электропривода и характер движения исполнительного органа незначителен. При повыщении требований к электроприводу, что почти всегда связано с необходимостью увеличения его быстродействия, упругость начинает влиять на работу установки. В системе возникают колебания, что приводит к повышенному износу, а иногда и поломке деталей, влияет на качество продукции и производительность механизма.

Наиболее распространенным принципом построения систем управления электроприводом является принцип подчиненного управления, использующий стандартные настройки контуров регулирования. Однако влияние упругости часто делает невозможной реализацию присущего таким системам высокого быстродействия.

В связи с этим возникла необходимость разработки по возможности общих способов настройки регуляторов унифицированных систем электропривода с упругими связями, а также синтеза электротехнических средств коррекции, обеспечивающих плавное движение исполнительного органа при приемлемом быстродействии.

За время, прошедшее с момента выпуска первого издания книги, вышедшей в 1979 г. под названием «Тиристорные системы электропривода с упругими связями», получили существенное развитие цифровое управление электроприводами, адаптивное управление, а также системы, построенные по принципам модального управле-1*

ния с использованием наблюдающих устройств. Наряду с традиционными формами описания и способами исследования систем, стали щироко применяться методы, основанные на по1]1ятиях пространства состояния, векторно-матричные модели. Автбры стремились отразить эти вопросы в новом издании, что вызвало необходимость существенной переработки материала.

В книге отражены результаты работ по разработке и исследованию электроприводов крупного радиотелескопа, испытательных стендрв механических трансмиссий, некоторых адаптивных электроприводов и следящих систем, проводившихся при участии авторов.

Главы I (кроме § I.I), б и 7 написаны Ю. А. Борцовым, главы 2, 4 (кроме § 4.3), 5 и § 1.1 - Г. Г. Соколовским. По просьбе авторов главу 3 и §4.3 написал канд. техн. наук Ю. В. Постников, а главу 8 - канд. техн. наук В. Б. Второв.

ГЛАВА ПЕРВАЯ

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ

t.t. Принципы построения автоматизированных систем управления электроприводами (АСУ ЭП) с подчиненными контурами и их оптимизация

Стандартные настройки контуров и принципы построения систем подчиненного регулирования. В практике построения замкнутых автоматических систем управления электроприводами широко применяются стандартные настройки контуров регулирования. Рассмотрим контур (рис. 1.1), включающий в себя объект регулирования с передаточной функцией Wq (р), звено с передаточным коэффициентом и малой постоянной времени ц/(Гц р -f I) и регулятор Wp (р). Возмущающее воздействие Az действует на вход (ъекта регулирования через звено с передаточным коэффициентом кг-

Имея в виду, что коррекция контура будет осуществляться в результате придания определенных динамических свойств регулятору, отнесем к неизменяемой части системы объект и звено с малой постоянной времени Т. Тогда передаточная функция скорректированной разомкнутой системы

W{p) = Wp (р) (р),

где передаточная функция неизменяемой части системы

WAp)-=~Wo{p).

Пусть

Wo ip)=kJ{Top+l).

Применяя пропорционально-интегральный (ПИ) регулятор с теоретически бесконечно большим коэффициентом усиления в статическом режиме Wp (р) = Рр (трр + 1)/(трР), можно записать

ЪР Тр,р +1 Т„р+ i

где Рр - динамический коэффициент усиления регулятора в области частот, больших 1/тр; Тр - постоянная времени регулятора, называемая иногда [101 временем изодрома; То - постоянная времени объекта; kg -- передаточный коэффициент объекта.