9. Які умови фізичної реалізованості інваріантної аср?

Однією з основних проблем, що виникають у процесі побудови інваріантних систем регулювання, є їх фізична реалізація, тобто, реалізація компенсатора, яка відповідає вимогам.

Структура динамічного компенсатора повністю визначається співвідношенням динамічних характеристик об’єкта по каналах збурення та регулювання і може бути досить складною або навіть фізично нездійсненною.

«Ідеальні» компенсатори фізично неможливо реалізувати у двох випадках:

1. Якщо час чистого запізнення по каналу регулювання більший, ніж по каналу збурення. У цьому разі ідеальний компенсатор повинен мати ланку випередження.

2. Якщо в передаточній функції компенсатора степінь полінома в чисельнику перевищує степінь полінома в знаменнику. У цьому разі компенсатор повинен мати ідеальну диференціальну ланку.

10. Яка технічна реалізація комбінованих аср?

При практичній реалізації розімкнених і комбінованих АСР звичайно добиваються наближеної інваріантності системи відносно прийнятого збурення в найнебезпечнішому діапазоні частот. При цьому реальний компенсатор вибирають із таких ланок, які можна найлегше реалізувати.

Комбіновану АСР можна розглядати як двохступінчатий фільтр для сигналу збурення. Характерною особливістю замкненої системи регулювання є наявність піка на амплітудно-частотній характеристиці (АЧХ) на робочій частоті ω_р, навколо якої він має найгірші фільтруючі властивості (рис. 4.3). тому найчастіше умови наближеної інваріантності для комбінованих АСР записують для двох частот: ω= 0 та ω= ω_р. При цьому компенсація збурення на нульовій частоті забезпечує інваріантність системи в усталених режимах, якщо А_3с(jω)≠0 при ω= 0 (наприклад, у разі використання П-регулятора) або якщо Z(jω)→ ∞ при ω= 0.

Вибір структури частот реального компенсатора визначається частотними характеристиками ідеального компенсатора в діапазоні частот [0, ω_р]. Звичайно компенсатори вибирають як комбінацію найпростіших лінійних ланок: аперіодичної першого порядку та реальної диференціюючої (табл. 4.1).

Таким чином, розрахунок комбінованої частково інваріантності АСР складається з таких етапів:

• розрахунок настроювань регулятора та визначення робочої частоти в одноконтурній системі регулювання;

• одержання передаточної функції ідеального компенсатора з умови інваріантності та аналіз його реалізованості;

• вибір реального компенсатора та визначення його параметрів з умови наближеної інваріантності в найістотнішому для системи діапазоні частот.

11. У чому полягає суть і коли використовується каскадне керування?

Якість роботи системи регулювання визначається властивостями об’єкта, характеристиками регулятора, а також точкою прикладання та величиною збурення. Іноді якість простої одноконтурної системи регулювання можна істотно підвищити за допомогою порівняно незначних удосконалень, таких як зменшення запізнення або однієї з менших сталих часу, використання позиціонера для покращення роботи виконавчого механізму, уведення в регулятор додаткового впливу за похідною (диференціальну складову). Якщо після цього якість системи регулювання залишається незадовільною, то необхідно розглянути можливість використання складніших систем регулювання.

Однин із шляхів покращення роботи системи полягає у використанні додаткових регуляторів. Найкращим способом використання відхилень вихідної координати є побудова схеми каскадного регулятора. Вихід основного (зовнішнього) регулятора використовується для формування та зміни завдання допоміжного (внутрішнього) регулятора, який безпосередньо діє на виконавчий механізм регулюючого органу. Головна перевага каскадного регулювання полягає в поліпшенні якості роботи системи при будь-яких збуреннях за навантаженістю, а також при великій інерційності об’єкта за каналом регулювання. Якщо збурення прикладені до входу об’єкта, то допоміжний регулятор починає виконувати регулюючий вплив ще до того, як на виході системи з’явиться яке-небудь відхилення; похибка при цьому може бути зменшена до 10-100 разів порівняно з одноконтурним регулюванням.

Каскадні АСР широко використовують для регулювання технологічних процесів, наприклад, температури, рівня, концентрації. У більшості випадків внутрішнім є контури стабілізації витрати матеріального чи енергетичного потоку.