Корректирующие устройства

По основному назначению корректирующие устройства классифи­цируются на стабилизирующие, компенсирующие, фильтрующие и спе­циальные. Стабилизирующие устройства предназначены для улучшения динамических характеристик системы и обеспечения ее устойчивости. Компенсирующие устройства служат для уменьшения установившихся ошибок регулирования. Фильтрующие устройства вводятся с целью по­вышения помехозащищенности системы. К специальным корректирую­щим устройствам относятся нелинейные устройства коррекции, устрой­ства самонастройки, логические устройства в системах с переменной структурой. По способу введения в систему управления корректирующие устройства подразделяют на последовательные и параллельные. По схем­ной реализации корректирующие устройства подразделяются на пассив­ные (RC-цепи) и активные, построенные на базе операционных усилите­лей. В цифровых системах управления, выполненных на базе ЭВМ, кор­ректирующие устройства представляют собой математические алгоритмы.

Системы с последовательной коррекцией позволяют, даже при значительных погрешностях в определении динамических парамет­ров объекта регулирования, получить удовлетворительное качество системы управления электроприводом. При этом они отличаются про­стыми способами синтеза и настройки регуляторов. Большим досто­инством последовательной коррекции является удобство ограничения любого из регулируемых параметров на заданном уровне. В качестве корректирующих устройств применяют также отрицательные обрат­ные связи. Они снижают влияние нелинейных характеристик тех уча­стков цепи, которые охватываются обратными связями, и снимают чув­ствительность к изменению параметров этих звеньев.

23.1. Активные корректирующие устройства

Последовательные корректирующие устройства широко исполь­зуются в усилительных устройствах следящих систем для придания цепям управления особых свойств. Корректирующие уст­ройства подразделяют на активные, выполненные на операционных усилителях, и пассивные. Корректирующие устройства в цифровых системах управления выполняются программно. Как правило, коррек­ция следящих систем осуществляется комбинацией последовательных, параллельных корректирующих устройств и корректирующих обрат­ных связей. Ряд схем активных корректирующих устройств представлен на рис. 23.1. Активные кор­ректирующие устройства наряду с преобразованием сигнала выполня­ют функцию его усиления.

Передаточные функции приведенных корректирующих устройств имеют следующий вид:

Основные параметры операционных усилителей со значениями ко­эффициентов усиления приведены в приложении, табл. 30.29. Схемы опе­рационных усилителей, их полные параметры и логарифмические час­тотные характеристики представлены в п. 22.3.

23.2. Пассивные корректирующие устройства

Пассивные корректирующие устройства выполняют в виде элек­трических контуров, построенных на базе линейных R,C элементов. Они не содержат источников энергии и преобразование сигнала со­провождается его частичным ослаблением. Как правило, они приме­няются в цепях постоянного тока. В системах переменного тока при применении корректирующих устройств необходимо использовать двойное преобразование сигнала: перед корректирующим устройством ставят демодулятор, а за корректирующим устройством модулятор и усилитель. Ряд схем пассивных кор­ректирующих устройств приведен на рис. 23.2.

Передаточные функции приведенных пассивных корректирую­щих устройств имеют следующий вид:

Назначение дифференцирующих контуров в уменьшении влияния инерционности объекта регулирования и элементов регулятора на каче­ство регулирования. Дифференцирующие контуры являются фильтрами верхних частот. Интегрирующие контуры вводятся для повышения точ­ности системы при медленно меняющихся воздействиях. Интегрирую­щие контуры фактически представляют собой фильтры низких частот.

Активные корректирующие устройства включают в главную цепь, и они являются последовательными корректирующими устройствами. Пассивные корректирующие устройства чаще всего включают в цепи обратных связей. Системы подчиненного регулирования с последова­тельной коррекцией при увеличении числа контуров имеют тенден­цию к снижению быстродействия и повышению чувствительности к изменениям параметров. Рекомендуется применять параллельно-пос­ледовательную коррекцию. В этом случае системы оказываются менее чувствительны к нестабильности параметров и в ряде случаев позво­ляет увеличить их быстродействие. Корректирующие звенья с переда­точной функцией дифференцирующего типа (рис. 23.2, г, д) придают обратной связи свойство гибкости.