Глава 5. Синтез корректирующих устройств сау.
36. Улучшение качества процессов регулирования. Типы корректирующих устройств.
Под улучшением качества процесса регулирования (или управления) понимают повышение точности (в частности, в типовых режимах) и изменение динамических свойств САР с целью получения необходимого запаса устойчивости и быстродействия. В этой проблеме основное значение имеет обеспечение запаса устойчивости. Это объясняется тем, что для снижения ошибки необходимо увеличивать общий коэффициент усиления системы, при котором, без принятия специальных мер, система вообще оказывается неустойчивой. Первый путь решения проблемы – изменение параметров данной системы (коэффициентов передач отдельных звеньев, постоянных времени и т.п.). В этом случае меняются соответственно коэффициенты уравнения и частотные характеристики системы, а значит, и качество процесса.
Если же путем изменения параметров не удается получить желаемый результат, то идут вторым путем – изменяют структуру системы, вводя дополнительные звенья – корректирующие устройства.
Основная задача корректирующих устройств состоит в улучшении точности системы, качества переходных процессов и, при необходимости, обеспечении устойчивости САР, если она была без них неустойчивой.
Если корректирующие устройства используются для получения устойчивости САР или для повышения ее запаса устойчивости, их называют демпфирующими или стабилизирующими звеньями. Термин «корректирующие звенья» является более широким.
Получение требуемого быстродействия обычно обеспечивается при проектировании САР посредством выбора соответствующих функциональных элементов (исполнительных органов, усилителей, серводвигателей и т.д.). Однако возможно улучшение быстродействия системы посредством использования корректирующих средств.
Проблема получения в САУ требуемых показателей качества – точности в типовых режимах, запаса устойчивости и быстродействия – является единой, что делает проблему сложной, и ее решение получают посредством последовательного приближения и рассмотрения многих вариантов.
Виды корректирующих устройств
Различают следующие основные виды корректирующих устройств.
Последовательное корректирующее устройство:
Рис. 6.1
В этом случае передаточная функция разомкнутой цепи системы:
|
(6.1) |
Корректирующее устройство параллельного типа:
Рис. 6.2
Передаточная функция разомкнутой цепи системы:
|
(6.2) |
где
передаточная функция части цепи
регулирования.
Корректирующее устройство, выполненное в виде местной обратной связи:
Рис. 6.3.
Передаточная функция разомкнутой цепи системы в этом случае:
|
(6.3) |
В качестве корректирующих устройств обычно применяют отрицательные обратные связи.
Корректирующие устройства по внешнему воздействию.
Внешние воздействия делятся на задающие, сигнал которых система должна воспроизводить, и возмущающие, действия которых нужно нейтрализовать.
Неединичная главная обратная связь.
При таком способе, как следует из передаточной функции замкнутой системы, существенно меняется ее характеристическое уравнение, и поэтому нужно следить, чтобы получалось желаемое качество переходного процесса.
Использование того или иного вида корректирующих устройств определяется удобством технического осуществления. В линейных САУ одинаковые динамические свойства могут быть обеспечены разными видами корректирующих устройств.
Для получения формул перехода необходимо приравнять результирующие передаточные функции (6.1) – (6.3):
|
(6.4) |
