Регулятор тока с цифровым управлением

Abstract

Проведен синтез регулятора тока с цифровым управлением по критерию конечного времени переходного процесса и нулевой статической ошибки. Регулятор работает на активно-индуктивную нагрузку. Синтез регулятора осуществлен на основе линейного приближения объекта регулирования с использованием z-преобразования. Определены запасы устойчивости синтезированной системы по изменению коэффициента усиления и по фазе. Для оценки корректности полученных результатов проведено моделирование полученного цифрового регулятора тока в пакете VisSim с учетом нелинейности типа «ограничение». Моделирование показало, что при малых возмущениях переходный процесс в соответствии с аналитическими результатами завершается за один период дискретности. Однако большие возмущения сопровождаются длительными переходными процессами, обусловленными тем, что операция интегрирования, которая входит в вычислительный алгоритм корректирующего фильтра, накапливает в течении длительного времени ошибку, достигающую очень большой величины. При восстановлении линейного режима на переход интегратора в состояние, соответствующее этому режиму, требуется значительное время. Предложен алгоритм управления, включающий программное ограничение максимального значения ошибки регулирования, обеспечивающий окончание переходного процесса при достижении заданного значения тока за один такт и при больших токах. We performed synthesis of digital-control current regulator using criterion of transient end-time and zero statistic error. Regulator works for active-inductive error. Synthesis of regulator is based on linear approximation of regulation object with applied z-transformation. We found margin stability of synthesized system by change of amplification coefficient and in phase. To evaluate accuracy of obtained results we modeled digital current regulator in software suite VisSim considering non-linearity such as “constraint”. Modeling revealed that at small perturbations transient process in accordance with analytical results ends within one sampling period. However grand disturbances are accompanied with long-term transient processes determined by the fact that integration operation included in correction filter computational algorithm continuously accumulates error that attains immense value. At restoration of linear mode, integrator transition to the state corresponding to this mode requires significant amount of time. We offer control algorithm including software constraint of control error maximum value, providing transient process end if target current value is achieved for one stroke and at heavy currents.