12.2. Корекція за допомогою послідовних коригувальних пристроїв

Для послідовної корекції використовують ланки, що форсують:

або ;,

Включення ланки, що форсує, відповідає введенню в алгоритм керування похідної від сигналу помилки:

.

Чим більше k, тим більше випереджальне зрушення й тем сильніше коригувальна дія ланки, що форсує.

Корисний коригувальний вплив ланки, що форсує, можна пояснити в часовій області.

На рисунку наведена зміна в часі сигналу помилки і його похіднау деякій інерційній системі.

У моменти часу йзначення сигналу помилки однакові. Але в моментсистема віддаляється від заданого положення (помилка зростає), а в момент часунаближається до нього (помилка зменшується).

У нескоректованій системі керуючі впливи в моменти часу йоднакові, що нераціонально. Очевидно, що система функціонує краще, якщо в моменткеруючий вплив сильніше, ніж у момент часу. Саме так і працює система з ланкою, що форсує, реагуюча на суму двох складових: .

У момент похідна позитивна й сума двох складових більше, ніж момент часу, коли похідна негативна.

Якщо коефіцієнт k обраний з обліком інерційності незмінної частини системи, то можна повністю виключити явище перерегулювання, тобто поліпшити якість перехідного процесу.

Інтегро-диференцююча ланка з перевагою інтегруючих властивостей. (корекція з відставанням по фазі)

; T₂ > T₁; ;

Дана ланка використовується для корекції ВЧ частини частотної характеристики (подавлення високочастотних перешкод).

При включенні ланки в контур керування АЧХ в області високих частот опускається. Це дозволяє зменшити частоту зрізу не змінюючи загального передатного коефіцієнта системи, або збільшити коефіцієнт передачі не змінюючи частоту зрізу.

Фазо-частотна характеристика завжди негативна, а максимальне фазове зрушення менше 90°. Максимальне фазове зрушення має місце на частоті.

Коригувальний пристрій створює додаткове відставання по фазі в певній області частот. Щоб це відставання не погіршувало запас стійкості частоти, що сполучають, коригувального пристрою іповинні перебувати значно лівіше частоти зрізу скоректованої системи:

, ,

де - необхідне з умов точності значення коефіцієнта передачі розімкнутого контуру.

Достоїнства:

- зменшення помилок, викликаних високочастотними перешкодами (за рахунок зменшення коефіцієнта передачі системи в області високих частот при незмінному коефіцієнті передачі в низькочастотній області);

- збільшення запасів стійкості системи.

Недоліки:

- зниження смуги пропущення системи, що приводить до погіршення її швидкодії.

І

; T₁ > T₂; ;

, (k<1)

нтегро-диференцююча ланка з перевагою диференцюючих властивостей. (корекція з випередженням по фазі )

Пасивна інтегро-диференцююча ланка з перевагою диференцюючих властивостей подавляє низькі частоти й зменшує загальний коефіцієнт передачі системи k. Тому що за умовою забезпечення заданої точності системи зменшення коефіцієнта передачі неприпустимо, то одночасно із включенням цього коригувального пристрою необхідно забезпечувати збереження коефіцієнта передачі системи на необхідному рівні.

Ланка використовується для підняття високочастотної області АЧХ, крім того, як і у випадку з ланкою, що форсує, для створення випередження по фазі в певній області частот.

Максимальне фазове зрушення має місце на частоті :

Фазоопереджувальні властивості тим сильніше, чим більше відношення . Але занадто більшим дане відношення не можна вибирати, тому що при цьому сильно послабляється сигнал, що проходить через коригувальний пристрій. На практиці приймають.вибирають приблизно рівним найбільшої постійної часу незмінної частини системи.

У тих випадках, коли найбільша постійна часу перевищує інші на порядок і більше, або коли на вході системи високочастотні перешкоди,.

Достоїнства:

- поряд зі збільшенням загального передатного коефіцієнта системи (введення додаткового підсилювача) вдається збільшити частоту зрізу: поліпшення й точності й швидкодії;

Недоліки:

- необхідність додаткового підсилювача;

- погіршення перешкодозахищеності системи у високочастотній області.

Інтегро-диференцююча ланка із властивостями смугового фільтра.

;

T₁ > T₂ > T₃ > T₄;

;

В області НЧ - інтегруючі властивості.

В області ВЧ – диференцюючі властивості.

При включенні даної ланки в контур відбувається придушення СЧ. Це дозволяє збільшити загальний передатний коефіцієнт і частоту зрізу системи без погіршення перешкодозахищеності на високих частотах.

При виборі параметрів коригувального пристрою керуються наступними міркуваннями:

-  частоти, що сполучають, відповідні постійним часу T₁ і T₂ так само, як і у ланки з перевагою інтегруючих властивостей, повинні бути менше частоти зрізу скоректованої системи. У цьому випадку, область частот, у якій пристрій вносить відставання по фазі буде лівіше частоти зрізу (як мінімум не зменшуватися запаси стійкості).

- постійну часу T₃ доцільно приймати рівною найбільшій постійній часу незмінної частини системи.

- частота зрізу скоректованої системи повинна перебувати між частотами, що сполучають, і, тобто в області максимального випередження фаз, створюваного коригувальним пристроєм (для забезпечення максимального запасу стійкості по фазі).