Вопросы и задания

1. Приведите схему полного КУ на базе ОУ и выполните вывод его передаточной функции.

2. Приведите схему КУ с согласующим элементом на базе ОУ. В чем состоит смысл согласования ?

3. Приведите оценки входных и выходных сопротивлений пассивных КУ,рассмотренных в теме 1.18.

1.20. Коррекция линейных сау с помощью местных обратных связей

Для того, чтобы изменить характеристики отдельных звеньев САУ и этим обеспечить устойчивость и заданные показатели качества замкнутой САУ, целесообразно применять местные обратные связи.

Варианты исполнения местных обратных связей отражены на рис.1.67.

Варианты коррекции:

1. Превращение интегрирующего звена, которое в динамическом отношении является звеном, находящимся на грани устойчивости, в инерционное звено 1-го порядка. Для этого надо применить ЖООС (рис.1.68). Передаточная функция схемы

2. Уменьшение постоянной времени инерционного звена 1-го порядка, достигаемое с помощью ЖООС (рис.1.69), уменьшает также коэффициент передачи звена:

Недостатком данной коррекции является то, что вместе с уменьшением постоянной времени инерционного звена в 1+К·К_ОС раз во столько же раз уменьшается коэффициент передачи. Применение ГПОС позволяет избежать этого недостатка (рис.1.70):

3. Превращение колебательного звена в апериодическое звено 2-го порядка достигается применением ЖПОС (рис.1.71).

У исходного колебательного звена дискриминант отрицательный .

При введении жесткой положительной обратной связи передаточная функция схемы примет вид:

Дискриминант для характеристического многочлена эквивалентной передаточной функции выбором значенияК_ОС может быть сделан положительным, что является признаком действительных корней характеристического уравнения и, соответственно, апериодического звена 2-го порядка. Одновременно с этим уменьшается коэффициент передачи звена в (1-К·К_ОС ) раз. Устранить этот недостаток можно применением гибкой обратной связью вместо жесткой.

4. Превращение звена с любой передаточной функции W(p)в звено с любой наперед заданной передаточной функциейW_ЭКВ(p)производится по рис.21.6.

Эквивалентная передаточная функция схемы

(1.72)

Если в диапазоне существенных частот (частот, которые являются основными в сигналах САУ) коэффициент передачи разомкнутой САУ, равный произведению коэффициентов передачи звена и цепи обратной связи К_ЗВК_ОС является очень большим числом, то будет справедливо выражение

1+W_OC(р)W_ЗВ(р) ≈ W_OC(р)W_ЗВ(р)

Передаточная функция (1.72) превратится в

(1.73)

Этот результат показывает, что вид эквивалентной передаточной функции W_ЭКВ(р) определяется только передаточной функцией W_OC(р) цепи обратной связи и совсем не зависит от передаточной функции W_ЗВ(р) исходного звена.

В качестве примера рассмотрим реализацию ПД-регулятора. Если в качестве исходного звена использовать пропорциональное звено с большим коэффициентом усиления К_ЗВ, а в цепи обратной связи использовать инерционное звено первого порядка , то эквивалентная передаточная функция будет иметь вид

Полученный таким способом ПД-регулятор содержит идеальное Д-звено и, как показывает опыт, достаточно устойчив к помехам.