9.10.4. Согласно-параллельные корректирующие звенья

Эти звенья применяют при формировании алгоритмов управления, когда необходимо осуществить сложный закон управления с введением различных функций от ошибки ε, например, dε/dt, ∫εdt.

Введение производных и т.д. соответствует поднятию верхних частот и преследует цель увеличить запас устойчивости системы (рис. 9.26). При этом для разных вариантов включения дифференцирующих звеньев в схему получают естественно разные формулы для эквивалентных передаточных функций.

Введение интегралов от ошибки управления ∫εdt соответствует поднятию низших частот и уменьшает значение установившейся ошибки управления (или делает ее равной 0).

9.10.5. Встречно-параллельные корректирующие звенья -обратные связи (ос)

Эти звенья получают все большее распространение из-за удобства технической реализации и следующих достоинств:

а) простоты из-за отсутствия усилителя, т.к. на вход элемента ОС поступает обычно сигнал высокого уровня с выхода САУ, который иногда даже ослабляют для согласования с входным сигналом;

б) возможности улучшения переходного процесса в САУ (по сравнению с другими соединениями корректирующих звеньев), т.к. на этот процесс влияют имеющиеся всегда в САУ нелинейности (силы трения, лифт, зазор, зона нечувствительности и т.д.), которые при охвате САУ отрицательной ОС существенно ослабляют свое влияние на процесс управления;

в) лучшего эффекта, который дают отрицательные обратные связи (ООС); когда в САУ вследствие действия внешних факторов (температуры, времени, вибраций и т.п.) изменяются параметры - коэффициенты усиления, постоянные времени и др., т.е. ООС стабилизирует параметры всей САУ или ее участка, охваченного ООС.

Недостатки параллельной коррекции: 1) более сложная схема включения; 2) необходимость применения согласующих элементов; 3) возможные перегрузки цепи, охваченной корректирующим контуром.

Рассмотрим методику синтеза системы с коррекцией обратными связями при графоаналитическом методе расчета. Комплексный коэффициент усиления для разомкнутой системы К_исх(j)=К_неохв(j), а для скорректированной системы К_ск(j)=К_неохв(j)К_охв(j)/[1+К_охв(j)* *К_о.с(j)].

В диапазоне частот при К_охв((j)К_о.с(j)<<1 коэффициент К_ск(j)≈К_неохв(j)К_охв(j)=К_исх(j). Из последнего уравнения следует, что в указанном диапазоне частот корректирующее устройства не влияют на частотную характеристику системы, т.к. в этом случае характеристики исходной и скорректированной системы практически совпадают.

В диапазоне частот при К_охв(j)К_о.с(j)<<1

Из последнего равенства следует, что в указанном диапазоне частот влияние на частотную характеристику звеньев исходной системы, охваченных обратной связью, практически исключается. Отсюда следует, что охватывать обратной связью рекомендуется те звенья, которые существенно ухудшают переходный процесс.

Переходя к логарифмическим характеристикам, последнее выражение можно записать так: К_исх(j)-L_ск()=L_о.с()+L_охв() Порядок выполнения расчета при синтезе системы с коррекцией с помощью дополнительных обратных связей сводится к следующему. 1. Строят ЛАЧХ исходной системы L_исх() 2. По техническим требованиям, предъявляемым к проектируемой системе и переходному процессу в ней, строят ЛАЧХ скорректированной системы L_ск(). 3. По известными ЛАЧХ строят соответствующие им ЛФЧХ. 4. Вычитанием ЛАЧХ скорректированной системы из ЛАЧХ исходной системы получают ЛАЧХ корректирующего устройства и звеньев, охваченных этим корректирующим устройством, т. е. находят L_о.с()+L_охв(). 5. Руководствуясь конкретной схемой корректируемой системы, намечают место включения корректирующего устройства, после чего определяют L_охв(). 6. Вычитая из суммарной ЛАЧХ, соответствующей двум характеристикам L_o.с() и L_охв(), ЛАЧХ, соответствующую характеристике охваченных звеньев L_охв(), определяют ЛАЧХ корректирующего устройства, т. е. [L_o.с()+L_охв()]-L_oxв()=L_о.с(). 7. По найденной ЛАЧХ корректирующего устройства находят наиболее простое его техническое исполнение.

Р

Рис. 2.27. Синтез системы с коррекцией с помощью дополнительных обратных связей

ассмотрим астатическую систему первого порядка. Пусть исходные ЛАЧХ L_исх() и ЛФЧХ показали, что система в замкнутом состоянии при требуемом коэффициенте усиления оказывается неустойчивой. При построении желаемой ЛАЧХ исходя из заданных технических условий допускается уменьшение частоты среза при сохранении требуемого коэффициента усиления системы. Исходя из указанных соображений на рис. 9.27, а построена L_ок(). Вычитая эти характеристики одну из другой, получают суммарную характеристику L_охв()+ +L_ск(). Для наглядности на рис. 9.27, б приведена повторно суммарная характеристика L_охв()+L_о.с()L_охв() получена исходя из конкретной схемы системы и вида звеньев, охваченных обратной вязью [L_охв() соответствует охвату двух инерционных звеньев]. Разность характеристик [L_охв()-L_ос()]-L_охв() представляет собой L_o.c(). По виду ЛАЧХ L_o.c() подбирают конкретное устройство корректировки и его параметры.