Неужели настоящей инертности недостаточно?

Опубликовано в номере:
Слово «инертность» в разговорной речи означает сопротивление изменениям и нежелание действовать. Едва ли это то, что нам нужно в инженерно-технической практике для разрешения насущных проблем, которые стоят перед нами. Даже в контексте системы движения идея придания инертности системе, то есть добавления механической массы, обычно нежелательна, так как это снижает скорость реакции системы. Одно известное исключение – присоединение маховика к двигателю или механизму для сглаживания перепадов скорости. Два основных и наиболее важных преимущества управления с замкнутой цепью воздействий – выполнение командного сигнала и подавление помех. Обычно, в центре внимания системы управления оказывается выполнение командного сигнала, но во многих ситуациях способность системы подавлять помехи, т.е. обладать высокой динамической жесткостью, имеет первостепенную важность.

Для системы управления с замкнутой цепью воздействий скорости двигателя увеличение инерции J понижает высокочастотную реакцию на помехи, т.е. делает систему динамически более жесткой при высоких частотах. Но снижается скорость выполнения командного сигнала в замкнутой системе. Как можно увеличить инерцию без понижения быстроты реакции на командный сигнал?   Обычная промышленная система управления движением имеет три каскадно включенных контура обратной связи: токовый, скоростной и позиционный. Согласно 2-ому закону Ньютона, крутящий момент пропорционален угловому ускорению, так что если мы можем измерить или вычислить ускорение, мы можем пересчитать  ускорение по инертности J для выведения единиц измерения крутящего момента, а затем по 1/КТ, противоположность константе крутящего момента двигателя, для получения силы тока. Потом это значение умножается на коэффициент направленного действия KAFB, и вычитается из командного токового сигнала к контуру управления током. KAFB имеет подобное воздействие на увеличивающуюся инертность J; следовательно, альтернативное название – электронная инерция.

Для обеспечения того, что реакция на командный сигнал остается такой же, увеличение управления скоростью должно быть пересчитано с учетом того же коэффициента (1 + KAFB).

На реакцию на командный сигнал скорости не влияет значение KAFB, так как коэффициент направленного действия контура повышается пропорционально инерции, не вызывая какого-либо суммарного воздействия. Так почему же мы увеличиваем электронную инерцию? Реальное преимущество обратной связи по ускорению это то, что реакция на помехи повышается благодаря обратной связи по ускорению во всем диапазоне частоты пропорционально условию (1 + KAFB), как показано в блок-схеме, функции преобразования и графике отношения частота-реакция.

Такое улучшение не может быть реализовано значительно выше диапазона рабочих частот контура тока, так как сигнал обратной связи по ускорению не может улучшить систему на частотах, на которых токовая петля не может ввести ток. Конечно, необходим бесперебойный сигнал обратной связи по ускорению. Этого можно добиться путем разделения и фильтрования сигнала датчика положения или использования алгоритма наблюдения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *