Скорость двигателей постоянного тока изменяется в зависимости от момента нагрузки. Чтобы поддерживать постоянную скорость, напряжение якоря (и / или поля) должно непрерывно изменяться путем изменения угла задержки преобразователей переменного тока в постоянный. В практических системах привода требуется привод с постоянным крутящим моментом или постоянной мощностью; Кроме того, требуется контролируемое ускорение и замедление. Большинство промышленных приводов работают как замкнутые системы обратной связи.
Если скорость двигателя уменьшается из-за приложения дополнительного крутящего момента нагрузки, ошибка скорости увеличивается. Регулятор скорости реагирует повышенным сигналом управления, изменяет угол задержки преобразователя и увеличивает напряжение якоря двигателя. Увеличенное напряжение якоря создает больший крутящий момент для восстановления скорости двигателя до первоначального значения. Привод обычно проходит через переходный период, пока развиваемый крутящий момент не станет равным крутящему моменту нагрузки.
Управление в режиме напряжения и управление в режиме тока – две часто используемые схемы управления для регулирования выходного напряжения преобразователей переменного тока в постоянный. В настоящее время существует много различных подходов, которые были предложены для схемы управления переключением ШИМ, например, методы усреднения пространства состояний, управление PI, управление PID, оптимальное управление, управление скользящим режимом, управление PIDSMC и нечеткое управление и т. Д.
PI Controller
PI Controller объединяет свойства контроллеров P и I, а алгоритм обеспечивает баланс сложности и возможностей для широкого использования в приложениях управления процессами. Сообщается, что PI-контроллер с одним входом и одним выходом контролирует 98% контура управления в целлюлозно-бумажной промышленности. Уравнение, которое описывает P-контроллер: u (t) = KP * e (t)
Где Kp – пропорциональный коэффициент усиления, e (t) – ошибка, а u (t) – возмущение выходного сигнала
ПИ-регулятор с базовым значением, соответствующим нормальным условиям работы. Чтобы удалить установившееся смещение в управляемой переменной процесса, к контроллеру P добавляется дополнительный интеллект, и этот интеллект является интегральным действием.
Высокий пропорциональный коэффициент усиления приводит к значительному изменению выходного сигнала при данном изменении погрешности. Если пропорциональное усиление слишком велико, система может стать нестабильной. Напротив, небольшое усиление приводит к небольшому выходному отклику на большую ошибку ввода и менее отзывчивому (или чувствительному) контроллеру. Если пропорциональное усиление слишком мало, управляющее действие может быть слишком маленьким при реагировании на системные помехи. При отсутствии помех чистое пропорциональное управление не установится на своем целевом значении, но сохранит ошибку установившегося состояния, которая является функцией пропорционального усиления и усиления процесса. Несмотря на установившееся смещение, как теория настройки, так и производственная практика показывают, что именно пропорциональный член должен вносить основной вклад в изменение выпуска.
Вклад интегрального члена пропорционален как величине ошибки, так и ее продолжительности. Суммирование мгновенной ошибки во времени (интегрирование ошибки) дает накопленное смещение, которое должно было быть исправлено ранее. Затем накопленная ошибка умножается на интегральное усиление и добавляется к выходу контроллера. Величина вклада интегрального члена в общее управляющее воздействие определяется интегральным коэффициентом усиления, Ки.
