26. Статический режим систем автоматического управления. Способы устранения статического отклонения.

Статический режим (статика) – это режим, при котором система находится в состоянии покоя вследствие того, что все внешние воздействия и параметры самой системы не меняются во времени.

В статической системе регулирования поддерживается не строго постоянное значение регулируемой величины, а с ошибкой, которая называется статической ошибкой системы. Статизм регулирования – это относительная статическая ошибка при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной.

Когда наличие статической ошибки недопустимо, то переходят к регулированию, в котором она равна нулю, т. е. к астатическому регулированию.

На рис. 7.4 показана схема астатического регулирования. Это схема непрямого регулирования.

Примером астатического звена является электрический двигатель с идеальной чувствительностью (при выходной величине – угол поворота).

Астатическим регулированием называют такое регулирование, при котором в установившихся режимах поддерживается постоянное значение регулируемой величины x, равное заданному значению x_зад, независимо от величины нагрузки q.

Характеристика астатического регулирования представляет собою прямую линию, параллельную оси нагрузки (рис 7.5). Статическая ошибка при астатическом регулировании равна нулю (теоретически); практически вследствие неточности регулятора она возможна, но не будет зависеть от нагрузки.

Рис. 7.5. Характеристика астатического регулирования

Для получения астатического регулирования нужно устранить в регуляторе жёсткую зависимость между положением регулирующего органа r и значением регулируемой величины x. Тогда заданное значение регулируемой величины можно поддерживать при любой нагрузке, т.е. при любом положении регулирующего органа. С этой целью в цепь регулирования вводят так называемое астатическое звено.

Звенья, выполняющие операции интегрирования, являются астатическими. Если или , то при будет положение равновесия, т. е. причём может иметь любое постоянное значение.

При равновесие системы нарушается. Таким образом, интегрирующее звено может быть использовано в системе астатического регулирования.

Второй способ устранения статического отклонения: введение компенсирующего воздействия.

Регулирование по возмущению (компенсацию возмущения) применяют, когда возмущения Z, которые вызывают существенное отклонение регулируемой величины y(t) от заданного значения x₀(t), удаётся измерить, после чего по результатам этих измерений так скорректировать алгоритм управления объектом регулирования ОР, чтобы ошибка регулирования стала минимальной. С этой целью, кроме естественно существующего канала передачи возмущения Z и обусловленного самой физикой работы ОР, организуется дополнительный искусственный канал передачи компенсирующего сигнала x_k, воздействующий через измерительное устройство (узел компенсации УК) так, чтобы действие x_k было равнопротивоположным действию возмущения Z.

В простейшем случае, когда статические характеристики ОР линейны и могут быть в установившемся режиме записаны в виде линейных уравнений, результирующее отклонение приращения выходной величины:

Δy = Δy₁ + Δy₂ = -k_z * ΔZ + k_УК * k_р * k_x * ΔZ,

где Δy₁ и Δy₂ – приращения выходной величины, вызванные приложением возмущения ΔZ и компенсирующего сигнала x_k; k_z и k_x – коэффициенты усиления объекта регулирования ОР по каналам передачи сигналов Z и X; k_УК и k_р – коэффициенты усиления звеньев УК и Р.

Если выбрать k_z = k_УК * k_р * k_x , то Δy = 0. То есть достигается полная компенсация возмущения Z (в нашем случае – только в статических режимах).

ЗАФ – задатчик алгоритма функционирования; БУ – блок управления.

Дальше идёт фигня, которую в этом вопросе не просят. Но зная Байназарову, она может легко это спросить как просто так, так и в качестве дополнительных вопросов)))