Ottimizzazione del regolatore di velocità

Generale

L'impostazione ottimale di sistemi di regolazione meccanici complessi presuppone un esperienza nell'esecuzione di procedimenti di messa a punto delle tecnologie di regolazione. Tra questi il calcolo dei parametri del loop di controllo e l'utilizzo di procedure di identificazione.

L'ottimizzazione dei sistemi meccanici meno complessi può essere generalmente eseguita con risultati positivi procedendo in modo sperimentale con il metodo del caso limite aperiodico. Vengono impostati i seguenti parametri:

verificare e ottimizzare in una seconda fase i valori rilevati, vedere Verifica e ottimizzazione del fattore P.

Filtro di grandezza pilota del regolatore di velocità

Se la regolazione della velocità è ottimizzata, con il filtro di grandezza pilota del regolatore di velocità è possibile migliorare la reazione ad un processo transitorio. Per le prime impostazioni del regolatore di velocità, il filtro di grandezza pilota deve essere disattivato.

Disattivare il filtro di grandezza pilota del regolatore di velocità. Impostare il parametro CTRL1_TAUnref ( CTRL2_TAUnref) sul valore limite inferiore "0".

Determinazione della catena motrice dell'impianto

Per valutare ed ottimizzare il comportamento transitorio, raggruppare la catena motrice in uno dei due seguenti sistemi.

• Sistema con meccanica rigida

• Sistema con meccanica poco rigida

Sistemi con meccanica rigida e meno rigida

Determinazione dei valori con meccanica rigida

Con meccanica rigida, l'impostazione della reazione alla regolazione può avvenire in base alla tabella, se:

• il momento d'inerzia del carico e del motore sono noti

• il momento d'inerzia del carico e del motore sono costanti.

Il coefficiente P CTRL_KPn e il tempo di integrazione CTRL_TNn dipendono da:

• J_L: Momento di inerzia del carico

• J_M: Momento di inerzia del motore

• Determinare i valori sulla base della seguente tabella:

Determinazione dei valori con meccanica meno rigida

Per eseguire l'ottimizzazione, si determina il coefficiente P del regolatore di velocità, con il quale la regolazione del numero di giri _v_act ha luogo nel minor tempo possibile senza sovraoscillazione.

Impostare il tempo di integrazione tCTRL1_TNn (CTRL2_TNn) su infinito (= 327,67 ms).

Se sul motore fermo agisce una coppia del carico, il tempo di integrazione deve essere impostato su un valore non eccessivamente alto, in modo tale che non si verifichi alcuna variazione incontrollata della posizione del motore.

Se il motore viene caricato da fermo, il tempo di integrazione "infinito" può causare errori di posizionamento (ad es. in assi verticali). Ridurre il tempo di integrazione, se questei errori di posizionamento non possono essere accettati dall'applicazione. La riduzione del tempo di integrazione può ripercuotersi negativamente sul risultato dell'ottimizzazione.

• Lanciare una funzione gradino.

• Dopo la prima prova, controllare l'ampiezza massima del valore di corrente nominale _Iq_ref.

Impostare l'ampiezza della grandezza pilota su un valore non eccessivamente alto, in modo che il valore di corrente nominale _Iq_ref si mantenga al di sotto del valore massimo CTRL_I_max. Il valore scelto non deve tuttavia essere troppo basso, per evitare che il comportamento dell'anello di regolazione sia influenzato dai fenomeni di attrito della meccanica.

• Se è stato necessario modificare _v_ref, lanciare di nuovo una funzione gradino e controllare l'ampiezza di _Iq_ref.

• Aumentare o ridurre il coefficiente P a piccoli passi finché _v_act esegue la regolazione nel minor tempo possibile. La figura seguente mostra a sinistra il comportamento del transitorio desiderato. Come illustrato a destra, le sovraelongazione si riducono diminuendo il valore CTRL1_KPn (CTRL2_KPn).

_v_ref e _v_act risultano differenti se CTRL1_TNn (CTRL2_TNn) viene impostato su "infinito".

Determinazione di “TNn” con il caso limite aperiodico

Nei sistemi di cazionamento in cui si verificano oscillazioni prima che venga raggiunto il caso limite aperiodico, il coefficiente P “KPn” deve essere diminuito fino a quando le oscillazioni non siano più riconoscibili. Questo caso si presenta spesso negli assi lineari con azionamento a cinghia dentata.

Rilevamento grafico del valore 63%

Determinare graficamente il punto in cui la velocità effettiva _v_act raggiunge il 63% del valore finale. Il tempo di integrazione CTRL1_TNn (CTRL2_TNn) si ricava dal valore sull'asse dei tempi. Il software di messa in servizio assiste l'utente nella valutazione.