Литература

1. Егоров К.В. Основы теории автоматического регулирования. – М.: Энергия, 1967. – 648 с.

2. Востриков А.С., Французова Г.А. Теория автоматического регулирования. – М.: Высшая школа, 2004. – 365 с.

3. Фельдбаум А.А., Бутковский А.Г. Методы теории автоматического управления. – М.: Наука, 1971. – 744 с.

4. Дорф Р., Бишоп Р. Современные системы управления. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – 832 с.

7.1. Понятие синтеза системы

Теория автоматического управления решает две главные задачи.

Первая – анализ. Система задана: имеется объект управления и управляющее устройство. Требуется найти переходные процессы, которые в ней возникают, выяснить устойчивость и качество.

Вторая – синтез. Система задана не полностью: имеется только объект управления. Требуется разработать управляющее устройство такое, при котором система обладает устойчивостью и удовлетворяет требованиям по качеству.

Однако, не всегда нужно разрабатывать управляющее устройство с нуля. Большей частью принципиальная схема управляющего устройства известна, требуется только приспособить его к системе: внести изменения, поправки. Эта процедура носит название коррекции. В таком случае осуществляют не синтез системы в целом, а лишь синтез корректирующего устройства, входящего в систему.

Рассмотрим основные виды коррекции систем.

7.2. Коррекция систем

Достигается двумя способами.

Первый способ – изменение параметров системы. С изменением параметров меняются коэффициенты уравнений и частотные характеристики, а значит и качество процесса. Но такой подход не всегда осуществим.

Второй способ – изменение структуры системы путем включения дополнительных звеньев, которые называют корректирующими.

7.2.1. Последовательная коррекция

Рассмотрим схему на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Последовательное включение корректирующего звена

Для замкнутой системы из последовательно соединенных звеньев необходимо получить заданного вида передаточную функцию. Достигается это тем, что между звеньями K₁(p) и K₃(p) включается корректирующее звено K_K(p). Надо найти его передаточную функцию.

Заданная передаточная функция замкнутой системы выражается через передаточную функцию разомкнутой системы формулой

.

Передаточная функция разомкнутой системы содержит в себе передаточную функцию корректирующего звена:

.

Передаточные функции K₁(p) и K₃(p) известны. Введем K₁(p), K_K(p), K₃(p) в и разрешим относительно K_K(p):

.

Теоретическое выражение найдено. После этого необходимо физически реализовать корректирующее устройство с передаточной функцией K_K(p).

7.2.2. Параллельная коррекция

Рассмотрим схему на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Параллельное включение корректирующего звена

По отношению к схеме ставится задача получить заданного вида передаточную функцию системы путем подсоединения корректирующего звена.

Предварительно находим передаточную функцию разомкнутой системы:

,

где

.

Передаточная функция замкнутой системы

.

По известным передаточным функциям находится передаточная функция корректирующего устройства:

.