Г л а в а 1 2 страница

Приведенная в данной главе информация призвана дать читателю общее (качественное) представление о требованиях, предъявляемых к МПСУ вообще и к МПСУ вентильными преобразователями в частности; о проблемах и сложностях, с которыми сталкивается разработчик таких систем; о том, сколько всего самого разнообразного ему необходимо учесть и реализовать в процессе проектирования. Более детальное представление обо всем вышесказанном читатель найдет в следующей главе, которая посвящена разработке МПСУ конкретным представителем семейства вентильных преобразователей с естественной коммутацией [23], а именно управляемым выпрямителем.

Глава 2

МПСУ УПРАВЛЯЕМЫМИ ВЫПРЯМИТЕЛЯМИ

2.1. Типовая структура
Системы автоматического регулирования
электропривода постоянного тока

Как и в курсе силовой электроники, где изучение вентильных преобразователей начинается с выпрямителей, в настоящем учебном пособии рассмотрение микропроцессорных систем вентильными преобразователями также начинается с МПСУ управляемым выпрямителем.

Следуя тезису о разработке оптимальной микропроцессорной системы, вначале рассмотрим объект управления – выпрямитель, причем в составе электропривода постоянного тока (наиболее распространенный и сложный вариант применения управляемого выпрямителя). Типовая структура электропривода в упрощенном виде приведена на рис. 2.1.

Рис. 2.1

В силовой канал электропривода входят управляемый выпрямитель, фильтр (Ф) и двигатель постоянного тока (ДПТ). Также в силовом канале присутствуют датчик тока (ДТ) и датчик скорости (тахогенератор – ТГ). Назначение всех этих компонентов понятно и поэтому здесь не рассматривается.

Замечание. В большинстве случаев в промышленных установках используется трехфазный мостовой управляемый выпрямитель. Именно этот тип вентильных преобразователей рассмотрен в данном учебном пособии.

В информационно-управляющий канал электропривода входят следующие основные компоненты: блок синхронизации с сетью (БСС), фазосдвигающее устройство (ФСУ) (в некоторых изданиях это устройство называют системой импульсно-фазового управления), блок регуляторов (БР) и блоки сопряжения с датчиками (БСД) тока и скорости. Назначение блоков следующее.

Блоки сопряжения с датчиками обеспечивают гальваническую развязку цепей системы управления от цепей силовой схемы и формирование требуемого уровня соответствующего сигнала обратной связи (U _осwили U _{ос i}).

Блок регуляторов формирует по сигналам задания и обратной связи в соответствии со стратегией управления сигнал управления U _y.

Блок синхронизации с сетью предназначен для формирования синхросигналов, характерные точки которых (нулевые или экстремальные) совпадают с точками естественной коммутации вентилей управляемого выпрямителя.

Фазосдвигающее устройство предназначено для формирования управляющих импульсов, сдвинутых во времени на требуемый интервал относительно характерных точек синхронизирующих сигналов, т.е. точек естественной коммутации.

Сдвиг реализуется следующим образом. Синхросигналы с блока синхронизации с сетью запускают генератор опорных напряжений, входящий в состав фазосдвигающего устройства. Сформированная система опорных напряжений, имеющих или пилообразную, или синусоидальную форму, сравнивается в устройстве сравнения – УС (набор компараторов) с управляющим сигналом U _y. Момент сравнения определяет окончание формирования угла управления a и начало формирования соответствующего импульса управления. В блоке устройства сравнения также импульсы управления формируются по длительности и распределяются по вентилям. Более подробно о принципах работы системы управления управляемым выпрямителем и реализуемых в ней законах управления можно прочитать в работах [231, 27].

Система регулирования, построенная по двухконтурной схеме подчиненного регулирования, содержит два контура (см. рис. 2.1): внешний – медленный (по скорости) и внутренний – быстрый (по току). Информация в каждый контур о регулируемом параметре (сигнал обратной связи) поступает с блока сопряжения с датчиком на соответствующий сумматор – на отрицательный вход. На положительный вход сумматора подается сигнал задания. Разностный сигнал (D U _wили D U_i) поступает на соответствующий регулятор, который может быть любого типа: П-, ПИ-, ПИД-, И- и т. д.

Принцип подчиненного регулирования заключается в том, что внешний контур скорости формирует для внутреннего токового контура сигнал задания U _{з i}, который этот контур и должен отработать. В соответствии с этим в системе регулирования имеется только один внешний сигнал задания – по скорости U _зw. Выходной сигнал внутреннего контура есть управляющий сигнал для фазосдвигающего устройства.

С точки зрения управления выпрямителем основными блоками системы, представленной на рис 2.1, являются блок синхронизации с сетью и фазосдвигающее устройство, а остальные имеют вспомогательное значение. Этому имеется следующее объяснение. Во-первых, именно с помощью названных блоков реализуется принцип фазового управления, синхронизированного с сетью. Во-вторых, система управления управляемым выпрямителем вообще может быть построена только на их основе и потенциометре, с помощью которого оператор может устанавливать сигнал задания. Правда, это уже будет система без обратной связи, т.е. разомкнутая, или, как говорят, программная. Этот тандем (блок синхронизации с сетью и фазосдвигающее устройство) часто называют программной частьюсистемы управления управляемым выпрямителем. В дальнейшем, при изучении МПСУ управляемым выпрямителем, будем иметь в виду прежде всего программную часть. Именно в ней отражена специфика управления выпрямителем, а также всеми остальными вентильными преобразователями с естественной коммутацией, к которым относятся зависимые инверторы, непосредственные преобразователи частоты с фазовым регулированием [28] и регуляторы переменного напряжения с фазовым способом регулирования.

Предварительно рассмотрим типовую структуру МПСУ управляемым выпрямителем в целом в соответствии с тем объемом задач и
теми функциями, которые в общем случае эта система должна выполнять.

2.2. Типовая структура МПСУ
управляемым выпрямителем

Типовая структура МПСУ управляемым выпрямителем, в которой отражены и общие и частные требования, предъявляемые к подобного класса системам, представлена на рис. 2.2.

Рис. 2.2

Как и во всякой информационно-управляющей микропроцессорной системе, в МПСУ вентильным преобразователем можно выделить два основных компонента: микроЭВМ, охватывающую верхний ряд блоков, и устройство сопряжения с объектом, содержащее блоки (расположены в нижней части рисунка).

В состав микроЭВМ традиционно входят микропроцессор с модулем памяти (ПЗУ/ОЗУ), контроллер пульта управления, контроллер индикатора и контроллер последовательного интерфейса для связи с ЭВМ верхнего уровня управления (обычно интерфейс RS -232). На рис. 2.2 стрелками показана связь указанных контроллеров с соответствующими внешними устройствами.

Назначение блоков микроЭВМ и магистрали МПСУ известно и здесь не рассматривается. Больший интерес для управления УВ и электроприводом в целом представляют блоки, входящие в состав устройства сопряжения с объектом. Именно в этих блоках (в их составе и функциях) отражается специфика объекта управления.

Замечание. Почти все блоки УСО имеют связь с силовой схемой. Поэтому в них обязательно должны присутствовать элементы, осуществляющие гальваническую развязку и согласование сигналов по уровню между источником и приемником сигналов. В контексте управления УВ эти функции не имеют принципиального характера и ниже не указываются.

Помимо микропроцессора и модуля памяти все остальные блоки МПСУ называются периферийными устройствами.

Рассмотрим назначение блоков.

Модуль таймеров предназначен для отсчета временных интервалов t _a, пропорциональных углу управления a, формирования длительности импульсов управления t_и и распределения их по вентилям. В слу­чае необходимости модуль таймеров может выполнять функцию измерения периода сетевого напряжения U _c(см. пунктирную однонаправленную стрелку на рис. 2.2).

Аналого-цифровой преобразователь предназначен для преобразования входных аналоговых сигналов (напряжение, ток, скорость, температура, положение и т.д.), характеризующих состояние объекта управления, в цифровой код и передачи полученной информации в микропроцессор.

Блок состояния вентилей предназначен для анализа текущего проводящего состояния вентилей УВ, фиксации аномального состояния и формирования в этом случае сигнала прерывания наивысшего приоритета INT 0(авария).

Известно, что при правильной работе в схеме УВ одновременно проводят ток два вентиля: один из катодной и один из анодной группы. Включение вентилей происходит в строго определенном порядке. Также имеют место интервалы коммутации (угол g), в течение которых работают два вентиля одной группы: один выключается, а второй выключается. В этом случае одновременно проводят ток три вентиля (однако этот интервал четко ограничен (£ g_max), и его максимальное значение должно быть заранее известно. Это все является нормой. Остальные случаи (состояния вентилей силовой схемы) должны восприниматься как неправильная работа управляемого выпрямителя.

Блок синхронизации с сетью предназначен для формирования в моменты ТЕК сигнала запроса на прерывание (обозначим его INT 1), анализа состояния фаз сети и выдачи слова состояния фаз (ССФ) в микропроцессор.

Слово состояния фаз – это двоичное трехразрядное число, состояние каждого бита которого отражает полярность соответствующего линейного сетевого напряжения.

Контроллер дискретной информации предназначен для обмена дискретной информацией между МПСУ и элементами силовой схемы объекта.

В силовой схеме электропривода помимо вентилей УВ присутствуют и другие коммутационные устройства, которыми нужно по определенному алгоритму дискретно управлять (автоматы, контакторы, магнитные пускатели, реле и т.д.) или с которых нужно считывать дискретную информацию (релейные контактные и бесконтактные датчики, предохранители, контакты срабатывания релейных устройств, концевые выключатели и т.д.) [29]. Для связи с ними нужен контроллер дискретной информации, реализующий в рамках системы функции мониторинга и своего рода алгоритмического распределения.

Программируемый контроллер прерывания. Как видно из рис. 2.2, все блоки устройства сопряжения с объектом (а также контроллеры микроЭВМ) способны выставлять запрос на прерывание. Для упорядочения процедуры прерывания от нескольких устройств предназначен программируемый контроллер прерывания. В общем случае он (под управлением микропроцессора) разрешает, запрещает прерывание от того или иного устройства, устанавливает приоритет запросов, реализует приоритет в случае одновременного установления запроса на прерывание от нескольких блоков, организует процедуру прерывания с микропроцессором и т.д.

Замечание. Формально программируемый контроллер прерывания должен входить в состав микроЭВМ как его неотъемлемая часть, но на рис. 2.2 он специально отнесен к блокам УСО, так как его наиболее значимая роль в МПСУ управляемым выпрямителем проявляется именно во взаимодействии с этими блоками.

Рассмотренные выше конкретные назначения блоков МПСУ можно также соотнести с функциями, которые в общем случае предъявляются к МПСУ вентильным преобразователем (см. п. 1.5). Эти функции отображены на рис. 2.2 в поле обозначения блоков в круглых скобках. Часто один и тот же блок может выполнять несколько функций или одна и та же функция реализуется несколькими блоками. На рисунке для каждого блока указаны только наиболее значимые выполняемые им функции. Так, очевидно, что микропроцессор как устройство, управляющее работой всех блоков, участвует в реализации всех функций, но только он реализует функцию регулятора, программа реализации которого хранится в ПЗУ.

На рис. 2.2 не отражены функции диагностики и наладочного режима, так как они реализуются практически всеми блоками УСО и микропроцессором.

Аппаратная реализация приведенной структуры МПСУ может быть выполнена на основе микропроцессорной большой интегральной схемы. В этом случае МПСУ строится в буквальном смысле по приведенной структуре, т.е. в виде отдельных физических модулей, каждый из которых вставляется в соответствующий слот или разъем единого конструктива. Указанные слоты подключены к магистрали МПСУ и обеспечивают связь модуля с микропроцессорным и другими модулями. Многие фирмы производят готовые микропроцессорные и периферийные модули, включающие источники питания, пульты управления и индикации, а также соответствующие конструктивы и системное программное обеспечение [30, 31]. Пользователь может выбрать из фирменной номенклатуры требуемые готовые модули, корпус, источник питания и тем самым создать аппаратную основу МПСУ. Достоинство такого варианта реализации – возможность модернизации МПСУ и быстрого ремонта путем замены отдельных модулей (в том числе и микропроцессорного) или добавления новых (иногда это может привести и к замене корпуса МПСУ). Недостатки данного варианта – большие масса и габаритные размеры МПСУ, несколько меньшая надежность.

Другой способ построения МПСУ – использовать в качестве ядра микроконтроллер, объединяющий в себе множество периферийных устройств. В этом случае резко сокращается количество модулей МПСУ. Вся система реализуется на одной плате-модуле (одноплатный вариант), которая может быть дополнена источником питания и пультом управления и индикации. Достоинства этого варианта заключаются прежде всего в малых массогабаритных показателях и более высокой надежности. Однако в случае ремонта или модернизации системы необходимо будет менять всю системную плату-модуль.

Каждый из перечисленных вариантов аппаратной реализации МПСУ имеет свои достоинства и недостатки. Выбор оптимального варианта определяется совокупностью всех требований к МПСУ с точки зрения как проектирования, изготовления, так и ее дальнейшей эксплуатации. Более подробные рекомендации по данному вопросу можно извлечь из [21].

2.3. Построение и реализация программной МПСУ
управляемым выпрямителем

2.3.1. Назначение программной МПСУ
управляемым выпрямителем

Очевидно, что основными в программной системе управления УВ являются функции модулятора и алгоритмического распределения (см. п. 1.5). Однако микропроцессорная реализация имеет свои особенности. Чтобы последние были правильно использованы и/или отрицательно не влияли на характеристики системы управления, необходима конкретизация требований. В этой связи более
детально общую задачу разомкнутой МПСУ управляемым выпрямителем можно сформулировать следующим образом: формирование временного интервала t _a, пропорционального углу управления a, с выполнением следующих условий:

– относительно ТЕК;

– в требуемом диапазоне изменения a (0...a_max);

– с заданной точностью;

– с формированием необходимой длительности импульсов управления t_и;

– с учетом эквивалентной фазности управляемого выпрямителя (т. е. числа вентилей);

– с учетом заданного порядка включения вентилей.

Построение МПСУ управляемым выпрямителем с учетом приведенных выше условий рассмотрено ниже.

2.3.2. Блок синхронизации с сетью

Важнейшим условием реализации в МПСУ УВ функций модулятора и алгоритмического распределения является синхронизация работы МПСУ с питающей сетью. Эту задачу, как было сказано выше, выполняет блок синхронизации с сетью (см. рис. 2.2). В частности, именно с его помощью реализуются первое и последнее условия в вышеприведенном списке. Для этого данный блок должен:

- формировать синхронизирующие импульсы, передние фронты которых по времени должны совпадать с ТЕК;

- определять текущую полярность линейных сетевых напряжений, формируя соответствующее слово состояния фаз.

Наиболее эффективный способ «привязки» процессов в МПСУ с процессами в сети – это использование процедуры прерывания. Поэтому блок синхронизации с сетью в моменты ТЕК должен формировать не просто импульсы, а сигналы запроса на прерывание.

В соответствии с вышесказанным, а также с общими принципами построения внешних устройств, к которым относится и БСС, можно разработать его функциональную схему, один из вариантов которой показан на рис. 2.3. На рис. 2.4 приведены временные диаграммы, поясняющие работу БСС.

Рис. 2.3

Сетевое напряжение поступает на трехфазный трансформатор (Тр), первичные и вторичные обмотки которого соединены соответственно в звезду и в треугольник (U/D). В результате на выходе получаем уменьшенные в заданное число раз фазы линейного сетевого напряжения, переход через нуль которых происходит в ТЕК. Эти напряжения поступают на соответствующие входы трехканального устройства сравнения (УС), состоящего из трех компараторов. На второй вход каждого компаратора подается нулевое напряжение. На выходе устройства сравнения формируются три меандра, сдвинутые друг относительно друга на 120 эл. град. Полученные меандры, или селекторные импульсы, S_AC, S_BA, S_CB (рис. 2.4) поступают далее на свои одновибраторы (ОВ), которые формируют на выходе узкие импульсы как по фронту, так и по спаду входного сигнала, т. е. два импульса на периоде сети. Полученные импульсы объединяются в буферном логическом элементе 3ИЛИ, выходной сигнал которого INT 1 поступает на соответствующую линию запроса прерывания интерфейса МПСУ.

Рис. 2.4

По сигналу INT 1 микропроцессор заканчивает выполнение текущей команды и по соответствующей аппаратной процедуре переходит к подпрограмме обслуживания запроса на прерывание. Одной из операций в подпрограмме должно быть чтение текущего слова состояния фаз. Операция реализуется типовым циклом «Ввод» с формированием адреса БСС и интерфейсного сигнала RD (см. рис. 2.3). Эти адрес и сигнал формируют в дешифраторе адреса и управляющих сигналов ДША/ДШУ внутренний сигнал чтения слова состояния фаз (ССФ) RD 1, который переводит трехразрядный буфер данных из z -состояния в рабочее, воздействуя на вход ОЕ (Output Enable – выход доступен) и обеспечивая тем самым передачу сигналов S_AC, S_BA, S_CB на линии D 0 – D 2 шины данных (ШД), т. е. передачу в микропроцессор ССФ в двоичном (%) коде.

Согласно требованиям, предъявляемым к периферийным устройствам, формирующим запрос на прерывание, данный запрос должен управляться со стороны микропроцессора, т.е. запрещаться/раз­ре­шаться. Для этого в представленной структуре предназначена «Схема прерывания». Когда микропроцессор запишет в нее разрешающий уровень, например, через линию D0 шины данных, только тогда сигнал разрешения прерывания «Разр. пр» обеспечит прохождение сигнала INT 1 в магистраль МПСУ. Так работает блок синхронизации с сетью, структурная схема которого представлена на рис. 2.3.

Теперь остановимся подробнее на слове состояния фаз – двоичном числе, считываемом с БСС: определим его роль в распределении импульсов управления.

Если посмотреть на фазные напряжения U_A, U_B, U_C с точки зрения их амплитуд (рис. 2.4), то можно выделить на периоде сети шесть одинаковых по длительности (60-градусных) зон, отличающихся друг от друга фазными напряжениями, имеющими в течение них максимальные значения. Например:

t ₁ – t ₂ – зона, на которой наибольшее значение имеет фаза U_A, а наименьшее – фаза U_B. Этой зоне соответствует ССФ, равное 5 (101, см. рис. 2.4);

t ₂ – t ₃ – зона, на которой наибольшее значение имеет фаза U_A, а наименьшее – фаза U_С. Этой зоне соответствует ССФ, равное 1 (001, см. рис. 2.4).

Аналогичную информацию можно записать и для остальных четырех интервалов. На новом периоде сети все будет повторяться.

Если вспомнить правило работы трехфазного неуправляемого выпрямителя [23], то можно увидеть, что выделенные нами ранее зоны – это интервалы, в начале которых включаются очередные диоды. Причем здесь имеет место однозначное соответствие: зоне, для которой ССФ = 5, соответствуют включение вентиля V 1 и продолжение работы вентиля V 6; зоне, для которой ССФ = 1, соответствуют включение V 2 и продолжение работы V 1 и т. д. Это соответствие отражено на рис. 2.4. (Включенному состоянию вентиля соответствует 1.)

Таким образом, можно сделать вывод: слово состояния фаз однозначно определяет номер диода, включаемого (естественным образом) в трехфазном выпрямителе.

Если вернуться к управляемому тиристорному трехфазному выпрямителю, то можно увидеть, что в этих же зонах должен быть включен одноименный (с диодом) тиристор, если угол управления a < 60 эл. град. Если 60 < a < 120 эл. град., то нетрудно видеть, что картина соответствия смещается на один шаг (интервал) вправо: вентиль V 1 должен включаться в зоне, для которой ССФ = 1; вентиль V 2 – в зоне, для которой ССФ = 3, и т. д. Если 120 < a < 180 эл. град., то картина соответствия смещается еще на один шаг вправо. Таким образом, и применительно к трехфазному управляемому выпрямителю можно сказать, что ССФ однозначно определяет номер вентиля, включаемого в трехфазном выпрямителе в данной 60-градусной зоне.

Зная, какой вентиль нужно включить в зоне, для которой считано ССФ, можно правильно распределить сформированные импульсы управления, т. е. реализовать функцию алгоритмического распределения.

Обратимся снова к рис. 2.4. Содержимое колонок можно также рассматривать как цифровую информацию, если состоянию каждого вентиля привести в соответствие состояние определенного разряда шины данных. Данная информация определяет, какой вентиль в данной зоне должен быть включен. Назовем эту информацию «словом состояния вентилей» (ССВ) и дадим определение.

Слово состояния вентилей – это двоичное шестиразрядное число, состояние каждого бита которого (1/0) определяет очередное состояние (включить/выключить) соответствующего этому биту вентиля вентильного преобразователя.

Таким образом, сигнала INT 1 и ССФ достаточно, чтобы правильно отсчитать угол регулирования a, сформировать импульс управления и правильно его распределить между тиристорами. В разных типах МПСУ УВ информация из блока синхронизации с сетью используется по-разному. Это определяется, в частности, типом фазосдвигающего устройства, реализованным в МПСУ. Данный вопрос рассматривается в следующем разделе. Чтобы отличать фазосдвигающее устройство в МПСУ от фазосдвигающего устройства в системах, построенных на другой элементной базе, будем в дальнейшем рассматриваемый вариант обозначать как микропроцессорные ФСУ (МП ФСУ).

В заключение данного раздела сделаем еще одно важное замечание. На рис. 2.4 величина указанных выше интервалов обозначена как Т _ип – интервал повторения работы выпрямителя. Он ограничен ТЕК и определяет интервал между коммутациями соседних (по номеру) диодов в неуправляемом выпрямителе. Очевидно, что такой же по длительности интервал будет и между коммутациями соседних тиристоров в управляемом выпрямителе в статике, т.е. при постоянном значении угла управления.

Интервал повторения имеет большое значение для работы МПСУ УВ. Во-первых, ТЕК определяют моменты времени, относительно
которых формируется угол a. Но прежде чем его формировать, данный угол должен быть известен заранее. Т _ип – это интервал времени, в течение которого должен быть рассчитан новый угол управления –
конечный результат алгоритма расчета МПСУ. Так в данном случае производится совмещение дискретности работы вентильного преобразователя с дискретностью управления микропроцессорной системы (см. пп. 1.3 и 1.4).

2.3.3. Классификация микропроцессорных
фазосдвигающих устройств

К настоящему времени накоплен богатый опыт разработки МПСУ УВ, который соответствующим образом был обобщен [1–8, 10–13]. В контексте реализации программных систем управления была произведена классификация МПСУ УВ по методам реализации микропроцессорных фазосдвигающих устройств [3]. Укажем классификационные признаки и деление по ним таких устройств.

I – по способу организации момента отсчета временного интервала: синхронные и асинхронные.

II – по числу каналов в МП ФСУ: одноканальные и многоканальные.

III – по способу распределения импульсов управления: с подпрограммой прерывания от таймера и без подпрограммы прерывания от таймера.

IV – по способу формирования временного интервала – фазового сдвига: с программным и аппаратным формированием угла управления.

Рассмотрим суть данных признаков и соответствующие виды микропроцессорных фазосдвигающих устройств.

2.3.4. Способы формирования фазового сдвига

В данном разделе пойдет речь о методах реализации функции модулятора, формирующего временной интервал t _a, пропорциональный углу a.

Известны два способа формирования t _a: программный и аппаратный.

Программный способ основан на том факте, что любая команда микропроцессора выполняется за определенное число периодов (тактов) частоты синхронизации микропроцессора. Требуемую временную длительность можно выразить через число тактов или, соответственно, через определенное число команд, которые должен выполнить микропроцессор для формирования требуемой временной задержки. Процедура формирования временного интервала обычно заключается в подпрограмму и реализуется в виде программного цикла по известной структуре: счетчик циклов, тело цикла, модификация счетчика циклов, опрос условия выхода из программного цикла [32, 33].

Данную процедуру можно представить как формирование временного интервала с помощью «программного счетчика». Аналогом периода тактирующих сигналов, или дискретности формирования временного интервала, служит время одного прохода тела цикла(Т _ц). Формируемый интервал будет пропорционален Т _ц и числу, записанному в счетчик циклов.

Важным достоинством программного способа формирования временных интервалов является простота аппаратной реализации: необходим только микропроцессор (!) и ничего больше. Однако в данном способе много недостатков:

- неэффективное использование микропроцессора: выполняет элементарные, однотипные операции, его интеллектуальные возможности не используются;

- возможен только одноканальный вариант ФСУ (см. п. 2.3.5);

- сокращение функций, реализуемых МПСУ;

- ограниченный диапазон угла регулирования (< 60 эл. град.).

Поясним два последних недостатка. Обозначим время, необходимое для формирования максимального угла управления, как t _{a max}, а время, необходимоедлявыполнения остальных функций, в том числе подпрограммы обслуживания прерывания по сигналу INT 1, как t _р. Как было сказано выше, весь алгоритм расчета должен быть выполнен за интервал повторения. Таким образом, для выполнения всех функций должно выполняться неравенство

Т _ип ³ t _{a max} + t _р. (2.1)

Графически эта ситуация изображена на рис. 2.5.

Рис. 2.5

Нетрудно видеть, что чем больше максимальный угол управления (интервал t _amax), тем меньше времени остается на выполнение остальных функций. Очевидно, что при таком способе реализации функции модулятора максимальный угол регулирования равен 60 эл. град. (во временной области – Т _ип). Но в этом случае другие функции уже реализовать невозможно, за исключением, может быть, функции алгоритмического распределения, которая на фоне интервала Т _ип выполняется практически мгновенно.

Стратегическая функция регулятора требует, как правило, много времени на реализацию, что автоматически снижает возможный угол a (t _amax) и, соответственно, диапазон регулирования выходного напряжения.

В процессе разработки МПСУ возможны два пути решения неравенства (2.1). Причем, как правило, Т _ип и тип регулятора заданы и вариации не подлежат. Тогда, если задано t _amax (меньше Т _ип), то можно определить время расчета регулятора, а значит, быстродействие и тип микропроцессора. Если же задан микропроцессор, т. е. известно t _р, то определяется максимально возможный угол регулирования, который обеспечивается выбранной микропроцессорной элементной базой.