25. Обеспечение устойчивости, увеличение запасов устойчивости линейных систем автоматического регулирования

Наиболее распространенным способом обеспечения устойчивости является введение в систему дополнительных звеньев.

1) Демпфирование с подавлением высоких частот (внесение отрицательных фазовых сдвигов)

Если разомкнутая система состоит из безынерционного, инерционного, колебательного и форсирующих звеньев, то для подавления высоких частот достаточно ввести апериодическое звено с достаточно большой постоянной времени.

Демпфирование можно осуществлять не только апериодическим, но и более сложным интегро-дифференцирующим звеном.

Достоинство рассмотренного способа в том, что звено с большой постоянной времени представляет собой фильтр низких частот и подавляет высокочастотные помехи.

Недостаток – значительное уменьшение быстродействия системы.

2) Демпфирование с поднятием высоких частот (внесение положительных фазовых сдвигов).

Это достигается включением в прямую цепь системы форсирующего звена(W(p)=τp+1).

Такое звено создает положительный фазовый сдвиг в области высоких частот приближается к +90град.

Иногда используют реальное форсирующее звено (интерго-диф)

Достоинство: увеличение быстродействия системы

Недостаток: увеличение уровня высокочастотных помех при дифференцировании сигнала

3) Демпфирование с подавлением средних частот. Эффект достигается введением в прямую цепь системы интегро-диф звена 2-го порядка.

W(p)=(τ₁p+1)(τ₂p+1)/(T₁p+1)(T₂p+1)

Введение интегро-диф звеньев – наиболее эффективный и наиболее распространенный способ коррекции. Быстродействие системы при этом уменьшается, но не существенно.

26. Синтез линейных систем автоматического регулирования. Последовательные, параллельные корректирующие устройства, корректирующие обратные связи (жесткие и гибкие).

Корректирующие устройства могут включаться последовательно и параллельно элементам прямой цепи и встречно-параллельно, т. е. в виде корректирующих обратных связей.

Последовательное корректирующее устройство включают непосредственно после элемента сравнения или после каскадов предварительного усиления.

Параллельное корректирующее устройство – используется гораздо реже, но в некоторых случаях позволяет достаточно простыми способами достичь эффективного решения.

W(p)=k/p+k₀=k(τp+1)/p; Встречно – параллельные корректирующие устройства охватывает исполнительный элемент и конечные каскады усилителей мощности.

Подберем таким образом, чтобы в рабочем диапазоне частот W₂(jw)*W_k(jw)>>1; W_э=1/W_k; Свойства цепи со встречно – параллельным корректирующим устройством будут определяться только свойствами самого корректирующего устройства. Рекомендуется охватывать наиболее неблагоприятные участки.

Корректирующие обратные связи делятся на жесткие и гибкие.

Жесткие образуются в безинерционном и инерционном звеньях.; W(p)=k₀; W(p)=k₀/(T₀p+1)

Жесткие обратные связи действуют как в переходных так и в установившемся режиме, поэтому могут использоваться для коррекции точностных показателей и динамических свойств системы.

Гибкие обратные связи образуются идеальным и реальным дифференцирующим звеньями.

W(p)=k₀p; W(p)=k₀p/(T₀p+1); Действуют только в переходных режимах, поэтому используются для коррекции динамических свойств системы.