АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД В ПРОКАТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

ЗАМКНУТЫЕ И РАЗОМКНУТЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Современные прокатные станы предъявляют ойень жесткие требования К электроприводу в части обеспечения требуемого режима работы Эти Требования выполняются при помощи замкнутых систем автоматического управления, ко­торые пришли на смену разомкнутым системам управления. _

Разомкнутые системы управления характеризуются тем, что в них задается необходимое значение регулируемой величины, но в процессе работы значение регулируемой величины не контролируется и система не реагирует на отклонение регулируемой величины от заданного значения. Другими словами, в разомкнутых системах управления выходная величина не сравнивается с входным сигналом, т. е, система не имеет обратной связи.

На рис. 4, а Приведена структурная схема разомкнутой системы управления двигателем. Первым звеном системы является обмотка возбуждения генератора ОВГ, вторым — якорь генератора Г, третьим — якорь двигателя Д. Входным ^сигналом явдяется напряжение £/в, подаваемое на ОВГ, выходным — скорость вращения Якоря двигателя п. Изменение скорости вращения и, например, под влиянием момента прокатки, не вызывает изменения ни вводного сигнала Ов, ни промежуточных величин 1 в и Ег-

В замкнутых системах производится непрерывный контроль выходной ве­личины и система управления при помощи цепи обратной связи реагирует на отклонение выходного сигнала от заданной величины. ,

Цець обратной связи образуется тем, что сигнал берется" с выхода участка системы управления (выходная величина) и подается на какой-либо предыдущий элемент основной цепр прохождения сигнала,

Наибольшее распространение в металлургических электроприводах находит замкнутая система с отрицательной обратной связью, в которой выходная ве-

Личина сравнивается с входным сигналом и для управления выходной величиной используется рассогласование (ошибка) как разность между задающим (входным) сигналом и некоторой функцией регулируемой (выходной) величины, т е замкну­тая система регулирования, работающая по отклонению регулируемой величины.

Действительное рассогласование усиливается в регуляторах, и исполни тельное устройство с определенной степенью точности приводит регулируемую величину в соответствие с задающим сигналом

Статические и динамические свойства таких систем определяются законом регулирования, под которым понимается вид зависимости, связывающей регу­лирующее воздействие (выходная величина регулятора) с ошибкой регулирования На рис 4, 6 приведена упрощенная структурная схема замкнутой системы управления двигателем Многие приводы обеспечивают косвенное регулирование скорости двигателя по величине напряжения, подводимого к якорю Поэтому регулируемой величиной является напряжение Ег, которое при помощи потен-

вдометра П преобразуется в напряжение Ur и сравнивается с задающим (вход­ном) сигналом U0, определяющим требуемое значение скорости двигателя. Рассогласование (ошибка) AU = U0 — Ur через регулятор У обеспечивает на выходе генератора Г требуемое значение напряжения £г

Задачей замкнутых систем автоматического регулирования является под держание регулируемой (выходной) величины в заданном отношении к входному сигналу. Это соотношение нарушается во время переходного режима, возника­ющего под действием возмущающих сил

Различают следующие виды систем автоматического регулирования

1. Системы автоматической стабилизации, в которых регулируемая величина должна оставаться неизменной (в соответствии с неизменным входным сигналом), независимо от изменения возмущающих сил

2. Системы программного регулирования, в которых регулируемая величина, изменяется по заранее известной программе во времени (в соответствии с изме­нением во времени входного сигнала по заранее известной программе)

3. Следящие системы, в которых заданное значение регулируемой величины зависит от значения другой (входной) величины процесса, закон изменения ко­торой заранее не известен

В автоматизированном электроприводе прокатного производства широкое применение получили системы автоматической стабилизации, которые делятся на статические и астатические системы автоматического регулирования

Статическими системами автоматического регулирования называются такие, в которых регулирующее воздействие пропорционально ошибке регулирования, Т. е. регулирующее воздействие при изменении возмущающей силы (нагрузки)

в установившемся режиКіб не остается кеизменныМ, а изменяется в соответствий с изменением возмущающей силы.

Астатическими системами автоматического регулирования называются такие, в которых регулирующее воздействие пропорционально интегралу от ошибки регулирования. Состояние равновесия (установившийся режим работы) - в таких системах может наступить только при отсутствии регулирующего воз­действия, т. е. при отсутствии ошибки регулирования. Поэтому в астатических системах при установившемся режиме работы значение регулируемой величины всегда равно заданному значению независимо от значения возмущений. При­менение астатических регуляторов часто затруднено вследствие замедленного их действия и невозможности обеспечить в ряде случаев устойчивость при регули­ровании.

Системы, которые после прекращения в них действия возмущающих сил со временем приходят к установившемуся состоянию, называются устойчивыми.

Системы, в которых не восстанавливается устновившееся состояние, а при отклонении от него в них возникают колебания с возрастающей амплитудой или монотонное движение в направлении удаления от установившегося состояния, называются неустойчивыми.

Замкнутая система-регулирования должна обеспечивать изменение регули­руемой величины только при наличии определенного типа входных сигналов, на другие типы сигналов система не реагирует или реагирует незначительно, т. е. она должна обеспечивать устойчивую работу при помехах.

Обратная связь является важнейшим средством систем автоматического управления сложными объектами. Если обратная связь действует как при уста­новившемся режиме работы системы, так и при переходном режиме, она назы­вается жесткой обратной связью. Если обратная связь действует только в пере­ходном режиме, она называется гибкой обратной связью.

Когда при увеличении выходной величины сигнал обратной связи умень­шает входной сигнал элемента, на который подается обратная связь, тогда такая обратная связь называется отрицательной. Она приводит к снижению переда­точного коэффициента соответствующего участка системы управления и обеспе - •чнвает стабилизацию работы системы. Если при увеличении выходной величины сигнал обратной связи увеличивает входной сигнал элементарна который по­дается обратная связь, такая обратная связь называется положительной. Поло­жительная обратная связь используется обычно для увеличения передаточного коэффициента соответствующего участка или элемента системы управления.

Для нахождения оптимального варианта замкнутой системы регулирования важно иметь простые методы синтеза и анализа системы, исключающие трудоем­кие математические исследования. Современные методы анализа и синтеза систем «регулирования позволяют находить такие решения при условии хорошего изуче­ния физических основ систем автоматического регулирования.