1. Назначение и виды корректирующих звеньев сау.

Коррекция осуществляется с помощью включения корректирующих звеньев. Последовательные корректирующие звенья: ПД, ПИ, ПИД-регуляторы. Коррекция с помощью обратной связи

Коррекция свойств САУ осуществляется с целью обеспечения запаса устойчивости, точности работы и показателей качества переходных процессов системы. Коррекция САУ осущ. путём введения в её состав спец.звеньев – корректирующих звеньев. По виду включения в контур системы корректирующие звенья делятся на звенья последовательной коррекции (как очки, которые корректируют плохое зрение) и звенья параллельной коррекции (звенья обратной связи).

Типовые корр.звенья.

1. ПД (пропорционально-дифференциальное звено):

W(p)=(K±T_d*p), где К – П-составляющая, T_d*p – Д-составляющая. Это идеальное звено. Хвых=ХвхК± T_d(dXвх/dt) - учитывается скорость изменения сигнала.

W(p)=(K±T_d*p)/(1+Тр) – реальное звено. Т – характеризует инерционность. Знаменатель – инерционная часть.

При последовательном включении ПД-звена увеличивается полоса пропускания системы, увеличивается частота среза (увеличивается среднечастотный участок ЛАХ), уменьшается время переходного процесса, повышается быстродействие системы, улучшаются динамические характеристики. ПД-звено – фильтр средней частоты.

2.ПИ-звено (пропорционально-интегрирующее).

W(p)=K(1+1/Т_ир) – идеальное звено. 1/Т_ир – И-составляющая.

Хвых = ХвхК +

W(P)= - реальное звено. Тр+1 – инерционная часть. Если Т=0, то рассматривают идеальное звено. ПИ-звено – фильтр низких частот, т.к.активно пропускает низкие частоты. Последовательная добавка такого звена в контур системы позволяет повысить точность установившегося режима, т.к.это звено воздействует на низкочастотный участок системы. Включение этого звена позволяет снизить статическую ошибку системы.

ПИД-звено.

W(p) = K(1+ 1/Т_ир + Т_др)

W(p) = (KТ_ир + К + КТ_иТ_др²)/(Т_ир(Тр+1))

Инерционные свойства невелики Тр+1, поэтому ими можно пренебречь. Колебательное звено неэффективно, поэтому в регуляторе заложено, что дискриминант числителя всегда больше нуля.

W(p)=[(Т1р+1)(Т2р+1)К]/[Т_ир(Тр+1)]

ПИД-звено – фильтр низкой и высокой частоты. Изменяя К, мы приподнимаем второй участок графика или опускаем его. Введение этого звена приводит к повышению точности, расширению полосы пропускания, улучшению динамических свойств. ПИД-звено позволяет корректировать одновременно низкочастотный участок ЛАХ (повышается точность системы) и среднечастотный участок (улучшение динамических свойств).

В промышленности выпускаются звенья для решения задач синтеза систем в виде ПИ, ПД и ПИД-регуляторов.

Структура ПИД-регулятора.

Используя ключи К1, К2, К3, можно получить различные регуляторы: П, И, Д, ПИ, ПД, ПИД. Настройки регулятора: К, Ти, Тд.

Корр.звенья обратной связи.

Типы корр.звеньев:

1. жёсткие – жёсткая обратная связь – обратная связь с помощью статического идеального звена. Woc(p)=K

2. гибкие – обратная связь с помощью дифференцирующего звена. Woc(p)=K*p.

Наиболее распространен охват обратной связи статическим звеном.

В результате коррекции изменяется тип звена с интегрирующего на статическое 1-го порядка. Такой способ используется для уменьшения порядка астатизма системы. Чем больше степень n (pⁿ), тем менее устойчива система из-за маленькой полосы пропускания.

Охват апериодического звена 1-го порядка жесткой обратной связью.

Тип звена не изменяется при коррекции, но меняются его параметры: коэффициент передачи К и постоянная времени Т уменьшились в 1+ККос раз. Быстродействие=3То, т.е.увеличилось, но расплачиваемся потерей мощности сигнала, которую можно скомпенсировать, поставив усилитель.

Сравнение типов коррекции.

WoWпс=Wo/(1+WoWпс) (левая часть – передаточная функция при последовательной коррекции, правая – при параллельной) => Wпс=1/1+WoWoc – условие эквивалентности.

Коррекция зависит от специфики объекта. Наибольшее распространение получила коррекция с помощью ОС, т.к.энергозатраты на регулирование намного меньше, чем при последовательной коррекции.