2.3 Описание алгоритма двухконтурного регулирования

Импульсный режим, как показано на рис. 19 определяется тремя параметрами: амплитудой импульсов U, их длительностью τ и частотой f=1/T. Так как два последних параметра взаимосвязаны, то для управления импульсным режимом понадобятся два канала.

Рис. 19 Основные характеристики выходных импульсов СКЗ

Структура СКЗ с двуканальным управлением представлена на рис. 20. Управляющие входы каналов по амплитуде и длительности соответственно обозначены как a₁ и a₂.

Рис.20 Структура СКЗ с каналами управления по амплитуде и длительности

Работа алгоритма кратко может быть описана следующим образом.

Первый контур управления регулирует амплитуду выходных импульсов в блоке Conrolled Voltage Source.

Второй контур реализует управление длительностью выходных импульсов на базе блока IJBT-транзистора.

В системе используется интегральный регулятор (в модели блок PID Controller), реализующий амплитудное регулирование в диапазоне от U_min до U_max. При U > U_max и U < U_min в работу включается режим изменения длительности выходных импульсов, приводящий к увеличению или уменьшению ширины выходных импульсов. Шаг изменения длительности в этом случае задается блоком Constant3.

Глава 3 моделирование импульсного режима скз с двухканальным регулироваение выходного тока

3.1 Моделирование режима запуска скз с максимальной начальной длительностью импульса

В системе управления возможны два режима запуска: при максимальной и минимальной начальной длительности импульса. Рассмотрим влияние выбора одного из вариантов управления на динамические характеристики режима запуска, и прежде всего на его продолжительность.

Рассмотрим режим запуска при максимальной начальной длительности импульса при уставке выходного тока I₀, равного 5 А. Результаты моделирования представлены на рис. 21. В верхней его части приведено напряжение на выходе управляемого источника напряжения, на нижней - ток в выходной цепи. Среднее изображение демонстрирует напряжение на выходе СКЗ. Моделирование осуществлялось при значении шага изменения длительности Δt_и, задаваемого блоком Constant3, равном 0.005 с.

Рис. 21 Режим запуска при максимальной начальной длительности импульса.

Эпюры при при I₀=5A и Δt_и=0.005 с

Отметим, что частота выходных импульсов равна 5 Гц.

На рис. 22 показаны эпюры управляющих сигналов, соответствующих приведенным выше результатам моделирования. В верхней его части приведен управляющий сигнал контура РА (выход блока Saturation2), на нижней - управляющий сигнал контура РД (вход блока PWM Generator). Среднее изображение демонстрирует напряжение регулируемого источника.

Рис 22 Режим запуска при максимальной начальной длительности импульса.

Эпюры управляющих сигналов для режима запуска при Δt_и=0.005 с

Уменьшение шага изменения длительности Δt_и в 10 раз приводит к незначительному уменьшению длительности выходного импульса, как показано на рис. 23. Как только достигается это значение длительности, включается режим стабилизации амплитуды импульса СКЗ.

Рис 23 Режим запуска при максимальной начальной длительности импульса.

Эпюры управляющих сигналов для режима запуска при Δt_и=0.0005 с