6.3.3. Ограничение координат сау посредством ограничения задающих воздействий. Этот способ ограничения координат нашел широкое распространение в
Многоконтурных САУ и, прежде всего, в системах подчиненного регулирования координат электроприводов постоянного и переменного тока. Ограничение задающих воздействий внутренних контуров регулирования осуществляется за счет ограничения выходных сигналов регуляторов старших по отношению к ним контуров. Например, в САР скорости с подчиненным контуром регулирования тока якоря выходной сигнал регулятора скорости используется для ограничения тока якоря.
В позиционно-контурных системах ЧПУ иногда реализуется возможность ограничения координат САУ за счет формирования такой программной траектории исполнительного механизма, которая при хорошо прогнозируемых возмущающих воздействиях на исполнительный орган позволяет ограничить уровни скоростей и ускорений [3].
6.4. Следящие системы управления и системы воспроизведения движений. Понятие добротности су эп
Эти классы систем управления имеют много общего. Прежде всего, следящие системы (СС) и системы воспроизведения движений (СВД) объединяет то, что они функционируют исключительно в режимах малых отклонений координат, т. е. ни одна координата САУ (объекта управления и регуляторов) не должна выходить на режим ограничения. Отличает их лишь то обстоятельство, что в СВД заранее рассчитывается программный закон изменения выходной координаты (положения, скорости, ускорения рабочего механизма), а в СС перемещение исполнительного органа осуществляется по произвольному, заранее неизвестному закону.
Основной показатель функционирования СС и СВД - динамическая точность отработки требуемого задающего воздействия в условиях воздействия на систему возмущающих воздействий внешней среды. Полная количественная оценка точности СС и СВД производится в результате анализа их работы в условиях совместного влияния задающих и возмущающих воздействий, которые, как правило, имеют стохастический (случайный) характер. В связи с этим сложилась практика оценки точности этих систем по точности воспроизведения лишь задающих воздействий, меняющихся с постоянной скоростью, постоянным ускорением или по гармоническому закону.
Для оценки точности отработки задающих воздействий с постоянной скоростью и ускорением вводятся понятия добротности САУ по скорости и ускорению. В частности, добротность по скорости в следящей системе можно оценить по формуле
где з – заданная постоянная скорость следящей системы (постоянная “заводка”);
уст – установившееся значение динамической ошибки отработки заданного положения СС, изменяющегося по линейному закону.
Чем
выше
,
тем меньше
уст при
неизменной “заводке” (
з=
const),
а, следовательно, тем более качественна
система. На рис. 6.16. приведена реакция
следящей системы с астатизмом нулевого
порядка на постоянную “заводку”.
По отношению к задающему воздействию СС (СВД) будет обладать:
астатизмом нулевого порядка при применении пропорционального (П) регулятора положения;
астатизмом первого порядка при применении пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора положения;
а
статизмом
второго порядка при применении
пропорционально-интегрально-интегрального
(
)
регулятора положения.
Рис. 6.16. Реакция следящей системы с астатизмом нулевого
порядка на постоянную “заводку”
При астатизме первого порядка без ошибки отрабатывается входной сигнал (задающее воздействие), меняющийся с постоянной скоростью, при астатизме второго порядка - меняющийся с постоянным ускорением. Заметим, что обеспечение астатизма второго порядка связано с проблемой
связано с проблемой обеспечения устойчивости системы [3].
Эффективным средством повышения точности СС и СВД является применение комбинированного управления (САУ с обратными связями по отклонению и возмущению), а также введение инвариантности по задающему и возмущающему воздействиям (подробнее см. гл. 8.5).