А И Андреев - Эквивалентность двухсвязной системы цсэу системе с комбинированным управлением - страница 1

Страницы:
1  2 

ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ ДВУХСВЯЗНОЙ СИСТЕМЫ ЦСЭУ СИСТЕМЕ С КОМБИНИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

 

Андреев А.И.

Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова кафедра безопасности производственных процессов и электропитания систем связи

E-mail: aia2003@ukr.net

 

Abstract

Andreev A.I. The two-connected system of digital power electronic device (DPED) is equivalence system of DPED with combined control. The two-connected and combined system of DPED witch work in the mode of tracking and stabilizating are analyzed. The discrete transfer functions of two-connected and combined systems are obtained.

 

Общая постановка проблемы. Возросшие требования к цифровым силовым элект­ронным устройствам (ЦСЭУ) заставляют трактовать понятие «эффективность СЭУ» не просто как коэффициент полезного действия (КПД), а в более широком смысле - как сово­купность КПД, массо-габаритных, качественных (точностных) и эксплуатационных пока­зателей. Такой подход требует внедрения не только цифровых принципов работы СЭУ, но и новых схемотехнических решений. Для улучшения основных показателей качества ЦСЭУ предлагается использовать двухсвязный и комбинированный принципы управления [1, 2].

Анализ исследований и публикаций. В публикациях, посвященных проблеме повышения качественных (точностных) показателей ЦСЭУ, основное внимание уделяется замкнутым системам. В системах с принципом управления по отклонению уменьшения установившейся и переходной составляющих ошибки можно достичь изменением параметров (коэффициентов передачи, постоянных времени отдельных звеньев) либо введением различных корректирующих устройств. Для уменьшения и устранения вынужденной составляющей ошибки следует повышать порядок астатизма системы [3]. С этой целью в замкнутый контур управления вводят дополнительное интегрирующее звено (метод (В.А. Боднера); или подключают усилитель с очень большим коэффициентом усиления, охваченный корректирующей отрицательной обратной связью (метод М.В. Меерова); применяют корректирующую критическую обратную связь, охватывающую один из каскадов усилителя (метод Т.Н. Соколова) или во внешнюю отрицательную связь вводят частотно-зависимые элементы (метод Л.Г. Кинга) или используют внутреннюю корректирующую обратную связь (метод Н.И. Соколова), а также применяют другие методы.

Однако в системах с управлением по отклонению условия уменьшения вынужденной и переходной составляющих ошибки противоречивы. Поэтому при выборе параметров таких систем необходимо принимать компромиссное решение, удовлетворяющее одновременно требованиям к точности как в установившемся, так и в переходном режимах.

Анализ показывает, что наиболее перспективны системы с двухсвязным и комбинированным управлением. В двухсвязной системе имеется дополнительная и основная системы, связанные между собой с помощью корректирующего устройства. Комбинированная система сочетает управление по отклонению и по задающему (возмущающему) воздействию. В таких системах отсутствует противоречие между условиями устойчивости и инвариантности.

Наиболее полное решение задачи повышения качественных показателей дает теория инвариантности   [3],   определяющая   пути   независимости   выходной   величины отвозмущающего воздействия и условия точного воспроизведения на выходе системы величины, соответствующей задающему воздействию.

Постановка задачи исследования. Целью данной статьи является обоснование эквивалентности двухсвязной системы ЦСЭУ системе с комбинированным управлением при различных алгоритмах функционирования.

Решение задачи и результаты. По алгоритму функционирования ЦСЭУ подразделяются на следящие и стабилизирующие системы. Структурная схема следящей двухсвязной ЦСЭУ изображена на рис. 1, где a (р)- задающее воздействие; р1(р) -управляемая величина дополнительной системы ЦСЭУ (ДС ЦСЭУ); Э1(р) - отклонение управляемой величины от требуемого значения ДС ЦСЭУ; Ь(р) - управляемая величина основной системы ЦСЭУ (ОС ЦСЭУ); 9(р) - отклонение управляемой величины от требуемого значения ОС ЦСЭУ; Kn1(z), КП(£) - дискретные передаточные функции пороговых устройств с интеграторами в цепи местной отрицательной обратной связи ДС и ОС, соответственно; KH1(z), КН(£) - передаточные функции приведенных непрерывных частей, содержащих фиксирующие элементы нулевого порядка, интеграторы и непрерывные линейные части первого порядка ДС и ОС, соответственно; KKy(z) - дискретная передаточная функция корректирующего устройства; S1, S2 - элементы сравнения; S3 -сумматор [1, 2].
В соответствии с рис. 1 уравнения элементов определяются выражениями9(p ) = a(p )-р(p); p(p ) = K н (р )-S( z);

S( z) = K п (z )9( p) + K ку ( z p); [01( p) = a(p )-p1 (p ) = K ffl( z )a( p),


 

(1)где K01(z) 01(р).


01( p)


дискретная передаточная функция ДС ЦСЭУ относительно ошибкиПрименив дискретное преобразование Лапласа и исключив промежуточные переменные получим дискретную передаточную функцию следящей двухсвязной системы ЦСЭУ по ошибке, вызванной задающим воздействием

K   (z) = -0(zl = 1 - K ку (z )K 01 (z )K н (z) = ДС (z )=a(z )=     1 + Kn (z )Kh (z) =

(2)

[Fj.z )Fh (z ) - K Ky (z) • Д1 (z) • DH (z )]Fn (z )

[Fn (z )Fh (z) + Dn (z )Dh (z )]F01 (z)где K (z)


Dt (z )

F (z)Структурная    схема    следящей    комбинированной   основной   системы ЦСЭУ представлена на рис. 2.

 

K01(z)S2


0( р)


Kn(z)


S2


Z (z )


Кн(р)


b( р) —►Рис. 2. Структурная схема следящей комбинированной системы ЦСЭУЗапишем уравнения элементов комбинированной системы

0(p ) = a(p )-р(p); <p(p ) = K h )-S( z ); (3) S( z) = K 01 (z )K ку (z )a(p) + K п (z )0(p).

Исключая промежуточные переменные получим дискретную передаточную функцию следящей комбинированной системы ЦСЭУ по ошибке

K     (z) = -0(zl = 1 - K ку (z )K 01 (z )K h (z) =

С  учетом того,  что   К01 (z) = -———7-7-;-;—7^   и  принимая во  внимание, что

КОМБ       a(z )        1 + K П (z )K Н (z ) = [F01 (z )Fh (z ) - K Ky (z) D01 (z) DH (z )]Fn (z ) (4) [Fn (z )Fh (z) + Dn (z )Dh (z )]F01 (z) ' Уравнение   (4)   для   следящей  комбинированной  системы  ЦСЭУ  совпадает с уравнением (2) для следящей двухсвязной системы, что свидетельствует об эквивалентности этих систем.

j_

1 + K m(7) K    z )

KH1 (z) = Kh (z) и Kn1 (z) = Kn (z) дискретная передаточная функция следящей (как двухсвязной, так и комбинированной) системы примет вид

K     (z)=.0(zl = [Fn (z )Fh (z)+ Dn (z )Dh (z) - K Ky (z )Fn (z )Dh (z )]Fn (z F, (z) (5)
СЛЕД ()=a(z )=                                 [Fn (z )Fh (z) + Dn (z )Dh (z )]2           ' ()

После подстановки значений передаточных функций звеньевK п ( z)


Dn (z) Fn (z)

1-z

1 - bz ­


-; Kh(z)


Dn (z) Fn (z)


c1 z 1 + c2 z 2

d 2(1 - z-1)2 + (1 - d 2)(1 - z


5KKy (z) = k1(1 - z ) [2] и преобразований получаем дискретную передаточную функцию следящей системы в видеK

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

А И Андреев - Эквивалентность цифровых систем сэу с масштабированием комбинированным системам

А И Андреев - Замкнутая система фап в усилителе с регулируемым источником питания

А И Андреев - Повышение порядка астатизма усилителей класса d с комбинированным управлением

А И Андреев - Совершенствование комплекса технических средств для тампонирования геологоразведочных скважин

А И Андреев - Эквивалентность двухсвязной системы цсэу системе с комбинированным управлением