2.12. Корректирующие устройства сау
Как было показано в пп. 2.11.1, назначением корректирующих устройств является приближение характеристик САУ, состоящей из функционально необходимых элементов, к характеристикам желаемой системы управления.
2.12.1. Виды корректирующих устройств
В
зависимости от способа включения
корректирующие устройства разделяют
на последовательные
КУ
(с
передаточной функцией
,
рис. 2.99 а), параллельные
КУ (с
передаточной функцией
,
рис. 2.99 б) и корректирующие
устройства местной обратной связи
(с передаточной функцией
,
рис. 2.99 в).
На
рисунке 2.99
– передаточная функция неизменяемой
части системы управления.
Динамические свойства систем управления с различными корректирующими устройствами можно сделать одинаковыми, для чего необходимо обеспечить очевидное равенство
.
(2.284)
Соотношение (2.284) позволяет переходить от одного типа корректирующих устройств к другому.
Рисунок 2.99
2.12.1.1. Последовательные корректирующие устройства получили широкое распространение в системах управления. Реализация возможна в виде активных (на основе операционных усилителей) и пассивных четырехполюсников. Отметим, что в настоящее время пассивные четырехполюсники все больше вытесняются активными.
В качестве последовательных КУ часто применяются устройства вида (рис. 2.7), передаточные функции которых определяются по формуле (2.12). Варьируя и , можно получить множество различных передаточных функций .
В качестве примера приведем схему (рис. 2.100), передаточная функция которой
.
(2.285)
Так, для реализации КУ с передаточной функцией (2.283) необходимо последовательно включить два устройства, приведенных на рисунке 2.100.
Рисунок 2.100
2.12.1.2. Параллельные корректирующие устройства. Обычно применяют при необходимости осуществления сложных законов регулирования с введением интегралов и производных сигнала ошибки. Пример – использование изодромных звеньев.
2.12.1.3. Корректирующие устройства местной обратной связи. Пример структурной схемы САУ с корректирующим устройством местной обратной связи приведен на рисунке 2.101.
Рисунок 2.101
Эквивалентная передаточная функция внутреннего контура
.
(2.286)
Если в существенном для качества системы диапазоне частот выполняется
,
(2.287)
то
,
(2.288)
т. е. свойства участка цепи с местной ОС определяются только свойствами самого корректирующего устройства. Отсюда следует:
1) если параметры звена изменяются во времени, то введение местной ОС позволяет существенно ослабить влияние указанных изменений на качество САУ;
2) нелинейные характеристики, охваченные ОС, линеаризуются.
Отрицательными сторонами этого типа коррекции является сложность суммирования сигналов ОС и прямой цепи и возможность неустойчивости внутреннего замкнутого контура.
Библиографический список
1. Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т1. Линейные системы / Д.П. Ким. – М. : ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 288 с.
2. Макаров И.М. Линейные автоматические системы (элементы теории, методы расчета и справочный материал) / И.М. Макаров, Б.М. Менский. – 2-е изд. – М. : Машиностроение, 1982. – 504 с.
3. Никулин Е.А. Основы теории автоматического управления. Частотные методы анализа и синтеза систем / Е.А. Никулин. – СПб. : БХВ-Петербург, 2004. – 640 с.
4. Ротач В.Я. Теория автоматического управления / В.Я. Ротач. – М. : Изд-во МЭИ, 2004. – 400 с.
5. Справочное пособие по теории систем автоматического регулирования и управления / под ред. Е.А. Санковского [и др.]. – Мн.: Вышыйш. шк., 1973. – 584 с.
6. Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – 4-е изд. – СПб. : Профессия, 2004. – 752 с.