книги из ГПНТБ / Фрер Ф. Введение в электронную технику регулирования

то передаточная функция

Переходная функция имеет тот же вид, что и на рис. 55,6, но

чения t/вых.мано ДО Увыхо) .

В некоторых случаях простого сглаживания с использованием инерционного звена 1-го порядка оказывается не достаточно. Если переходный процесс должен протекать быстрее, а высшие гармони­ ки — подавляться глубже, то целесообразнее использовать инерцион­ ное звено 2-го порядка. В общем виде уравнение передаточной функции инерционного звена 2-го порядка записывается в виде (43) и содержит относительный коэффициент демпфирования £, опреде­ ляющий тип переходного процесса. Ход процесса особенно благо­ приятен при £ = 1 / 1 ^ 2 . При такой настройке системы регулирования получают оптимум модуля передаточной функции 1 .

Указанные свойства можно реализовать с помощью схемы, при­

При проектировании в большинстве случаев невозможно с достаточ­ ной точностью определить постоянные времени, необходимые для оптимизации регулятора, на основании только расчетных данных, без измерений параметров объекта регулирования. Точно так іже и вели­ чину требуемого коэффициента пропорционального усиления регулятора можно окончатель­ но установить только с учетом свойств объекта после прове­ дения измерений на объекте.

Поэтому іпри «аладае 'необхо­ димо иметь возможность легко изменять коэффициент пропор­ ционального усиления. Для этого применяют специальную схему. .

1 См. уравнения (225) и (227).

100

шиной M усилителя (рис. 59).

При рассмотрении такой схемы удобно считать, что входной за­ жим усилителя Еі из-за малого потребления мощности входной цепью имеет нулевой потенциал. При этом входной ток / 0 должен протекать по цепи обратной связи и должен быть почти равным току Ii, обу­ словленному выходным напряжением. Отсюда следует, что независи­ мо от положения движка потенциометра потенциал движка относи­ тельно входного зажима Еі остается неизменным. Значит, выходное напряжение усилителя будет тем выше, чем дальше отводится дви­ жок потенциометра от его конца, подключенного к шине выхода А .

Комплексное входное сопротивление Z 0 включает в себя актив­ ную часть Ro\ точно так же в комплексное сопротивление обратной связи Zi входит активное сопротивление Ri. Исходный коэффициентпропорционального усиления

Это приближение тем точнее, чем меньшим является полное со­ противление делителя Rq по сравнению с активным сопротивлением цепи обратной связи Ri. Если условие Rq<g.Rt не выполняется, то для коэффициента пропорционального усиления, а также для по­ стоянных времени необходимо использовать следующие соотношения:

движка потенциометра не приводит к изменению времени упрежде­ ния Гул.

101

Кртаіе того, можно подсчитать, что для активного сглаживаю­ щего звена (рис. 56) пропорциональное изменение выходной величины при 'Применении делителя напряжения ів цепи обратной связи и при подаче скачкообразного сигнала на вход звена в момент скачка за­ висит от величины

влияния положения движка потенциометра 'а и соотношения сопро­ тивлений «а параметры регулятора.

Т а б л и ц а 1

Rq

З н а ч е н и я 1 + (а—а2 ) - ^ -

фектов приходится отказываться от типовых схем, "рассмотренных

102

Ток через дифференцирующую емкость Со ограничен сопротив­ лением Ro:

связи усилителя позволяет устранить нежелательные последствия дифференцирования на входной емкости.

Рис. 60. Схемы ЯС-цепочек на входе усилителя.

Передаточная функция

чения регулируемой величины обращаются тогда, когда необходимо предотвратить возникновение колебаний в процессе регулирования. И в этом случае используется интегрирующая цепочка в цепи обрат­ ной связи усилителя (рис. 60,6).

Вначале рассмотрим каждую из параллельных входных цепочек в отдельности.

103

Имеем:

рС'о

1 +pR'0C0

4

M

0-

Рнс. 61. Узел сглаживания-дифференцирования на вхо­ де регулятора.

104

Схему можно видоизменять, применяя различные варианты цепей

если необходимо избежать колебаний, возникающих из-за скачкооб­

Варьируя варианты цепи обратной связи, можно изменять вид последнего сомножителя этого выражения.

105

Рис. 62. ПД-регулятор с демпфирующим рези­ стором в поперечной ветви цепи обратной связи.

Отсюда передаточная функция

t*=RdC2.

Эта постоянная характеризует демпфирование собственных коле­ баний схемы.

При расчете сопротивления демпфирующего резистора приходит­ ся исходить из формулы (112). При этом для упрощения принимают,

106

что входное сопротивление усилителя \ZBx\ очень велико. Кроме того, предполагается, что усилитель регулятора демпфирован на­

Ку

1 + і С р Т •< УП J _|_

Тогда

Wv[p):

Ку ü y

Сравнивая полученный результат с передаточной функцией (43) инерционного звена 2-го порядка, имеем для коэффициента демпфи­ рования:

^ - ^ - С . О + Я . / Я . ) * ,

10?

Сглаживание 2-го порядка с заданным демпфированием. Такое сглаживание (рис. 58) применяется тогда, когда исходная величина пульсирует очень сильно, так что необходимо, двукратное сглажива­ ние, а сглаживающее звено не может обеспечить медленного возрас­ тания выходной величины.

В этом случае

Здесь фигурируют 'постоянные времени

и коэффициент пропорционального усиления

Rx + Rz

Rox + ^02 = Л'р,

которые позволяют записать передаточную функцию в виде

108