7Микропроцессорные системы
У сучасному електроприводі вимоги до якості динамічних характеристик постійно підвищуються. Задоволення цих вимог здійснюється в результаті застосування сучасних методів управління, які реалізуються на основі мікропроцесорів, що дозволяють здійснювати складні закони управління при невисоких матеріальних витратах.
Мікропроцесори (МП) почали застосовувати в регуляторах систем електропривода в кінці сімдесятих років минулого століття, спочатку для потужних приводів постійного струму на прокатних верстатах і в потужних електроприводах змінного струму з метою енергозбереження. Основні функції МП в системах електроприводів ілюструє рис.2.2.
Рис. 2.2.
1. Інтерфейс з комп'ютером вищого рівня;
2. Управління, захист, діагностика;
3. Мікропроцесор;
4. Система імпульсно-фазового управління;
5. Блок оцінки змінних стану;
6. Джерело живлення вторинних ланцюгів;
7. Енергетичний перетворювач;
8. Електродвигун;
9. Датчики.
У сучасних електроприводах невисокої точності частіше використовують 8-ми розрядні МП загального призначення, а у високоякісних системах застосовують 16-ти розрядні мікропроцесори. Для спеціалізованих застосувань серійно випускаються однокристальні мікро-ЕОМ і замовні ВІС. Якщо необхідно забезпечити високу швидкодію, то застосовують сигнальні мікропроцесори і програмовані логічні інтегральні схеми (ПЛІС).
8 Робастне управління
Як правило, при вирішенні задач оптимального управління зміна параметрів системи ("робастність") не враховується. Управління, що дозволяють враховувати цю особливість, реалізується за допомогою введення в систему робастного регулятора. Принцип робастного управління для лінійної системи полягає в тому, що в регулятор системи вводиться внутрішня модель (компенсатор). Ця модель працює від сигналу помилки системи. Внутрішньо модель-це лінійна модель динамічної системи з незмінними в часі параметрами. Порівнюючи реальну систему, параметри якої змінюються з еталонною системою (її параметри постійні), формується закон управління, що враховує робастність.
Структурна схема робастної системи представлена на рис.2.3.
Рис. 2.3.
Це ВМС - внутрішня модель системи (компенсатор);
БСС - блок спостереження за еталонним сигналом;
БСЗ - блок спостереження за збуджуючім впливом;
СПП - стабілізатор прямої передачі;
ОУ - об'єкт управління;
СЗЗ - стабілізатор зворотного зв'язку.
Ланцюг прямої передачі утворюють блоки БСС, БСЗ з коефіцієнтами передачі К1 і К2 відповідно.
У сталому режимі помилка системи близька до нуля, тому внутрішня модель забезпечує на своєму виході сигнал, такий же, як і еталонний. При зміні вихідного сигналу, параметрів системи, при появі збурень - внутрішня модель формує на виході сигнал, що враховує ці зміни, що впливає на характер вихідного сигналу системи.
У структуру робастного регулятора входять ланки прямої передачі БСС, БСЗ, за рахунок яких забезпечується швидка реакція системи на зміну еталонного сигналу і збурюючих впливів.
9Сравнение дПостТ и дПерТ
Двигуни постійного струму мають складну конструкцію, однак динаміка їх управління порівняно проста внаслідок того, що осі магнітних полів якоря і статора взаємно перпендикулярні. На противагу цьому конструктивне виконання двигуна змінного струму просте, однак, динамічні процеси тут мають складну природу, зумовлену наявністю магнітних полів що обертаються.
В системі електропривода змінного струму спільне рішення завдання управління з урахуванням швидко мінливого моменту і швидкості обертання необхідно шукати в системі рухомих координат, що досить проблематично.