Шпоры / шпоры тау / 2006дистанционники / Lekcii / Lekcija №23
.doc
Построение ЛЧХ прямого параллельного корректирующего звена
Структурную схему проектируемой системы преобразуем к виду рис.1.
В этом случае целесообразно рассматривать передаточную функцию .
Частотные характеристики и определяются аналогично частотным характеристикам последовательной корректирующей цепи.
В диапазоне частот, где , характеристики
и ,
т.е. корректирующая цепь не оказывает влияния на работу системы, а в диапазоне частот, где , характеристики
и
и поведение системы определяется параметрами прямой параллельной цепи.
В диапазоне частот, где , целесообразно при определении ЛЧХ и представить параллельно включенные звенья в виде , где , .
ЛЧХ последовательного корректирующего устройства и построим, как и прежде. Используя номограмму замыкания, найдем и и, наконец, , .
Проектирование корректирующего устройства
Критерии качества КУ:
-
Надежность;
-
Низкая стоимость;
-
Простота схемной реализации;
-
Устойчивость;
-
Помехозащищенность;
-
Малое энергопотребление;
-
Простота производства и эксплуатации.
Ограничения:
-
Не рекомендуется установка в одном корректирующем звене конденсаторов или резисторов, номиналы которых отличаются на два-три порядка.
-
ЛАЧХ корректирующих звеньев может иметь протяженность по частоте не более 2-3 декад, ослабление по амплитуде не более 20-30 дБ.
-
Передаточный коэффициент пассивного четырехполюсника не следует проектировать менее 0,05-0,1.
-
Номиналы резисторов в активных корректирующих звеньях:
а) в цепи обратной связи – не более 1-1,5 МОм и не менее десятков кОм;
б) в цепи прямого канала – от десятков кОм до 1 МОм.
-
Номиналы конденсаторов: единицы мкФ – сотни пкФарад.
Виды корректирующих звеньев
-
Пассивные четырёхполюсники (R-L-C-цепи).
Если , то влиянием нагрузки на информационные процессы можно пренебречь. .
Выходной сигнал в этих цепях слабее (или равен по уровню) входного.
Пример. Пассивное интегро-дифференцирующее звено.
,
где .
Преобладание дифференцирующего эффекта обеспечивается в том случае, если величина ослабления k<0.5 или иначе .
Так как сопротивление является наибольшим, то расчет элементов корректирующей цепи целесообразно начинать с условия , задаваясь .
Обозначим , откуда ;
определим промежуточный параметр =>
,
отсюда , , k=D.
Входное сопротивление звена на постоянном токе ,
на переменном токе
При согласовании по сопротивлениям достаточным условием на постоянном токе является выполнение соотношения ,
на переменном токе .
-
Активные четырёхполюсники.
, если передаточный коэффициент усилителя >>1.
.
Пример. Активное реальное дифференцирующее звено первого порядка.
, причем , , , .
– подбирается при наладке (установка нуля усилителя).
,
–
на переменном токе, а на постоянном токе входное сопротивление равно .
Выходное сопротивление операционных усилителей составляет десятки Ом и определяется, в основном, величинами резисторов в коллекторных цепях выходных транзисторов.
Схема обеспечивает опережение не во всей области частот, а лишь в определённой полосе около частоты среза системы, расположенной обычно в диапазоне низких и средних частот исходной САУ. Идеальное звено сильно подчеркивает высокие частоты, в области которых располагается спектр помех накладываемых на полезный сигнал, в то время как реальный контур передает их без существенного усиления.
-
Дифференцирующий трансформатор.
Сопротивление цепи первичной обмотки трансформатора .
– коэффициент трансформации трансформатора.
Передаточная функция стабилизирующего трансформатора при
и
имеет вид ,
где , , – индуктивность трансформатора в режиме холостого хода; .
-
Пассивные четырёхполюсники переменного тока.
В цепях переменного тока можно использовать корректирующие цепи постоянного тока.
Схема включения корректирующих цепей следующая: