Гибкие обратные связи и их влияние на динамические свойства системы

Гибкие обратные связи отличаются тем, что они действуют в переходных режимах и не действует в установившихся. При введении гибкой обратной связи на вход охваченного ею звена подаётся величина, пропорциональная скорость изменения выходной величины этого звена, т.е. производная от выходной величины этого звена.

Электрические гибкие обратные связи осуществляется с помощью дифференцирующих трансформаторов и цепей, содержащих ёмкости.

Введение гибкой обратной связи уменьшает модуль амплитудно-фазовой характеристики системы без обратной связи, что уменьшает динамическую точность и быстродействие системы и поворачивает его в положительном направлении (против часовой стрелки) на угол что приводит к повышению устойчивости системы.

С увеличением частоты ω действие гибкой обратной связи уменьшается, так как выражение (11.16), входящее в знаменатель формулы (11.17), стремится в этом случае к единице. В установившемся режиме действие гибкой обратной связи полностью прекращается.

Достоинства параллельных корректирующих устройств:

1. Стабильность характеристики системы повышается за счёт звеньев, охваченных обратной связью, и поэтому требования к стабильности параметров этих звеньев могут быть менее жёсткими, чем требования к неохваченной обратной связи звеньями. Это становится очевидным на основании следующих рассуждений.

2. Системы с параллельными корректирующими устройствами малочувствительны к помехам, накладывающимися на основной сигнал, пропорциональный отклонению регулируемой величины. Это объясняется тем, что вход обратной связи включен на выход охваченных обратной связью звеньев, которые выполняют функцию фильтра низких частот, снижающего уровень помех.

3. Применение параллельных корректирующих устройств не требует применения дополнительных усилителей, так как уровень мощности на выходе звеньев, охватываемых обратной связью, бывает достаточно высоким.

Недостатки параллельных корректирующих устройств:

• Относительная дороговизна и громоздкость (например, стабилизирующих трансформаторов и др.).

• Затруднения в некоторых случаях при суммировании основного сигнала и сигнала, поступающего по обратной связи (иногда технически неосуществимо).

36. Сопоставьте достоинства и недостатки типовых п-, и- и пи-регуляторов. Типовые регуляторы

Предпочтение отдаётся регуляторам с наиболее простыми передаточными функциями: пропорциональному, интегральному, пропорционально-интегральному.

Пропорциональный (п-) регулятор.

Принципиальная схема этого регулятора приведена на рис. 14.1 в, а его передаточная функция

Обратим внимание на следующую особенность функционирования замкнутой системы с П-регулятором. Часто неизменяемая часть системы (объект регулирования ОР) представлена набором звеньев, имеющих конечный коэффициент усиления. В этом случае, чтобы получить на выходе системы регулирования сигнал Xвых, отличный от нуля, на вход неизменяемой части следует подать ненулевой сигнал Ху, снимаемый с выхода регулятора Р (см. рис. 14.2).

В свою очередь, при ненулевом сигнале Ху в схеме с П-регулятором должна быть отлична от нуля ошибка регулирования величин.

Эту ошибку можно уменьшить, если увеличить коэффициент усиления k регулятора и всей системы.

Рис. 14.2. Аппроксимированные амплитудная Lк и фазовая φк ЛЧХ звена с отставанием по фазе

Изменение величины k не вызывает изменения фазовой частотной характеристики, что положительно оценивается при настройке. Но ЛАЧХ разомкнутой системы при этом смещается по вертикали, не изменяя формы. При этом частота среза также изменяется. В результате попытка снизить ошибку регулирования Δx увеличением k неизбежно влечёт увеличение частоты среза, в результате на устойчивость контура начинают влиять звенья с неучтёнными ранее малыми постоянными времени.

Результат настройки замкнутой системы с П-регулятором, – как правило, компромисс между статической точностью и условиями устойчивости.

Если блин совсем кратко, то пропорциональное звено отвечает за быстродействие.