Вопрос 24. Аср с добавочными информационными каналами. Расчет комбинированных систем.

Все возмущения, действующие на объект, как правило, невозможно измерить, поэтому в практических схемах автоматизации широко используется комбинированный принцип управления. Измеримые возмущения компенсируется регулятором возмущений (компенсатором), а неизмеримые отрабатываются основным регулятором.

В комбинированной системе появляется замкнутый контур передачи воздействий и возникает проблема устойчивости. В связи с этим фактом параметры основного регулятора должны быть выбраны с запасом устойчивости (достаточное условие работоспособности системы). В такой системе управления не могут быть выполнены условия абсолютной инвариантности и реализуется принцип инвариантности до ε.

Для первой схемы изображение по Лапласу выходной величины

.

Для инвариантности относительно измеримого возмущения, необходимо выполнение условия . Такая сх преобразования сигнала в компенсаторе не всегда может быть технически и физически реализована.

Для второй схемы изображение выходной величины

,

а .

Отличие таких схем управления от обычных заключается в том, что в обычной системе качество работы улучшается только за счет изменения фильтрующих свойств системы, выбором соответствующего закона регулирования. В комбинированной системе качество можно улучшить еще и соответствующим выбором структуры и параметров компенсирующего устройства. Задача расчета комбинированной системы тогда формулируется следующим образом: в системе необходимо провести выбор оптимальных настроек регуляторов и устройства ввода воздействий от возмущений, таким образом, чтобы система, имея необходимый запас устойчивости, работала с наиболее достижимой точностью (динамической и статической).

Вопрос 25. Расчет систем несвязного управления многомерными объектами. Понятие комплексного коэффициента связности. При несвязанном регулировании, если учитывают только основные каналы регулирования, расчет и наладку регуляторов проводят как в одноконтурных АСР. Такой подход можно применять в тех случаях, когда влияние перекрестных связей намного слабее, чем основных (выполняется условие диагональной доминантности). При сильных перекрестных связях фактический запас устойчивости системы может оказаться ниже расчетного.

Д ля регулятора 11 кроме основной части W₁₁ добавляется дополнительный объект, содержащий регулятор р22 и перекрестные связи.

В этом случае:

Если w_p1 (резонансная) и w_p2 работы регулятора значительно различаются, то перекрестными связями в системе несвязанного регулирования можно пренебречь. В этом случае такая система будет работоспособна, поскольку рабочие частоты контуров значительно отличаются друг от друга и поправкой можно пренебречь.

Если же динамика перекрестных связей и основных связей соизмеримы, то при работе такой системы возникает проблема, связанная с устойчивостью. Чтобы предотвратить возможность взаимного влияния, одноконтурные АСР следует рассчитывать с учетом внутренних связей и других контуров регулирования. Это существенно усложняет расчет системы, но гарантирует заданное качество регулирования в реальной системе.

Предполагаем, что по всем каналам регулятора:

, т.е. свойства его в динамике одинаковы.

Рассмотрим случай:

Условие устойчивости в одноконтурной системе:

С эквивалентным объектом:

При одинаковой инерционности в таком объекте запас устойчивости меньше в 2 раза.

Для оценки взаимного влияния работы контуров применяют комплексный коэффициент связности (ККС).

.

Комплексный коэффициент связности вычисляется на нулевой частоте ( = 0, т. е. в установившихся режимах) и на рабочих частотах регуляторов _р1 и _р2. Если все каналы обладают свойством самовыравнивания, то на нулевой частоте значение ККС определяется отношением произведений коэффициентов усиления по перекрестным и основным каналам

.

Если на этих частотах ККС равен 0, то объект управления можно рассматривать как односвязный. Если , то расчет одноконтурных АСР необходимо вести по передаточным функциям эквивалентных объектов. Если , то неправильно выбраны каналы управляющих воздействий. Интенсивность влияния перекрестных связей выше интенсивности управляющих воздействий.