9.7. Компенсация возмущающих воздействий при синтезе аср

В целом ряде АСР (пневмотранспорта щепы, процессов пиления и др.) объекты регулирования подвержены резким и сильным возмущающим воздействиям, которые вызывают длительные переходные процессы с большим динамическим забросом регулируемой величины. Поэтому рассмотренные выше АСР по отклонению x=g—у в этих случаях не будут достаточно эффективными. Вернемся к рис. 9.3, а АСР скорости воз-

Рис. 9.8. Структурная схема АСР инвариантной к возмущающим воздействиям

душного потока пневмотранспорта технологической щепы. При загрузке щепы в трубопровод через питатель происходит проскок воздуха по случайным причинам. А это вызывает пульсации давления, скорости потока за питателем, что обусловливает резкий рост числа соударений частиц с большими ускорениями и возникновение недопустимого измельчения некоторой части транспортируемой щепы. В связи с этим представляется необходимым устранить неблагоприятное влияние пульсаций давления f(t) за питателем на стабилизацию расхода воздуха (скорости пневмотранспортного потока) и преобразовать АСР по отклонению χ в систему комбинированного управления по отклонению x(t) и по возмущающему воздействию f(t), (рис. 9.8).

Блок компенсации возмущающего воздействия с передаточной функцией φ(Р) включает в себя измеритель возмущающего воздействия и преобразовательное устройство. На рис. 9.3, а цепь компенсации пульсаций давления показана пунктиром; пульсации давления измерялись манометром, а блок компенсации состоял из пневматических приборов системы СТАРТ. Задача синтеза АСР, инвариантных к возмущающему воздействию, которое компенсируется полностью или частично, заключается в определении передаточной функции блока коррекции φ (Р) и технической реализации его в цепи компенсации возмущающего воздействия. Структурная схема на рис. 9.8 дает следующие соотношения: W_f(Ρ)_об=Υ(Ρ)/F(Ρ) — передаточная

функция объекта регулирования по каналу возмущающего воздействия F (P):→f (t); W (P)_об = Y (P)/X_Р(Ρ) -передаточная функция объекта по каналу регулирования; W(Р)_рег — Х_р(Р)/ Х(Р)— передаточная функция регулятора. Все это позволяет получить зависимости

Y (Р) = W_f (P)_обF (Ρ) + W (Р)_обХ_р (Ρ); X(P) = Q (P)-Y (Ρ); Χ_p (Ρ) = W (Р)_рег [Χ (Ρ)-φ (Ρ) F (Ρ)].

Исключая промежуточные переменные X (Ρ) и Х_Р(Р), получим

Y (Ρ) = W_f (P)_обF (Ρ) + W (Р)_обW (Р)_рег {[Q (P)-Y (Ρ)]-φ (Ρ) F(P)})

или

(9.1)

где W(P)_раз = W(P)_об W(P)_рег. Знаменатель передаточных функций составляющих регулирования по отклонению и возмущению одинаков, т. е. комбинированная система не ухудшает условий устойчивости исходной системы, сохраняются все оценки обеих систем на использовании корней характеристического уравнения 1 + W(P)_раз = 0.

Из уравнения (9.16) нетрудно видеть условие абсолютной инвариантности (независимости) расхода и скорости воздуха за питателем от неравномерности загрузки щепы, от проскока воздуха через питатель, т. е. W_f(P)_об— W(P)_разφ(P) =0. Это условие определяет искомую передаточную функцию блока коррекции:

φ(Ρ) = W_f(P)_об/W(P)_раз. (9.17)

Деление W_f (Ρ) _об на W(Р)_раз дает выражение

φ(Ρ)=k(a₀ + τ₁Ρ + τ₂Ρ² + τ₃Ρ³+ . . . ). (9.18)

Для рассматриваемого примера k — коэффициент усиления безынерционного манометра измерения пульсаций давления; а₀ — коэффициент (а₀=1 или а₀ = 0); τ₁, τ₂, ... — необходимые постоянные времени при дифференцирующих устройствах блока коррекции φ(Ρ); Ρ = d/dt. Практическая реализация

блока коррекции даже с одним дифференцирующим устройством (рис. 9.8, б) устраняет пульсации давления воздуха за питателем, т. е. устраняется неблагоприятное дополнительное измельчение щепы при пневмотранспортировании. В системах регулируемого электропривода подачи лесопильных станков возмущающие воздействия от изменения нагрузки на главный

двигатель пилы измеряются трансформаторами тока, а дифференцирующие устройства блоков коррекции строятся на цепочках RC.