53. Каскадні аср. Розрахунок каскадних аср?

В зависимости от характе­ра корректирующего импульса различают следующие много­контурные АСР: комбинированные, сочетающие обычный замк­нутый контур регулирования с дополнительным каналом воз­действия, по которому через динамический компенсатор вводится импульс по возмущению; каскадные — двухконтурные замкнутые АСР, построенные на базе двух стандартных регу­ляторов и использующие для регулирования кроме основной выходной координаты дополнительный промежуточный выход; с дополнительным импульсом по производной от промежуточ­ной выходной координаты.

Каскадные системы применяют для автоматизации объектов, обладающих большой инерционностью по каналу регулирова­ния, если можно выбрать менее инерционную по отношению к наиболее опасным возмущениям промежуточную координату и использовать для нее то же регулирующее воздействие, что и для основного выхода объекта.

В этом случае в систему регулирования (рис. 1.19) вклю­чают два регулятора — основной (внешний) регулятор, служа­щий для стабилизации основного выхода объекта у, и вспомо­гательный (внутренний) регулятор, предназначенный для регу­лирования вспомогательной координаты у₁. Заданием для вспомогательного регулятора служит выходной сигнал основного регулятора.

Рис 1

Расчет каскадной АСР предпола­гает определение настроек основного R и вспомогательного R1 ре­гуляторов при заданных динамических характеристиках объ­екта по основном W(p) и W1(p) вспомогательному каналам. Поскольку настройки основного и вспомогательного регуляторов взаимо­зависимы, расчет их проводят методом итераций.

На каждом шаге итерации рассчитывают приведенную од­ноконтурную АСР, в которой один из регуляторов условно относится к эквивалентному объекту.

(1)

(2)

В зависимости от первого шага итерации различают два метода расчета каскадных АСР.

1-й метод. Расчет начинают с основного регулятора. Метод используют в тех случаях, когда инерционность вспомогатель­ного канала намного меньше, чем основного.

На первом шаге принимают допущение о том, что рабочая частота основного контура (w_р) намного меньше, чем вспомо­гательного (w_pl), И при w = w_р

Таким образом, в первом приближении настройки 5° основно­го регулятора 1 не зависят от R¹(р) и находятся по W^эо(p).

На втором шаге рассчитывают настройки вспомогательного регулятора S_l¹ для эквивалентного объекта (2) с передаточ­ной функцией W₁^э(p), в которую подставляют R(p,S°).

В случае приближенных расчетов ограничиваются первыми двумя шагами. При точных расчетах их продолжают до тех пор, пока настройки регуляторов, найденные в двух последова­тельных итерациях, не совпадут с заданной точностью.

54. Взаємозалежні системи регулювання. Методи розрахунку зв'язаних систем регулювання. Принцип автономності?

Объекты с несколькими входами и выходами, взаимно связан­ными между собой, называют многосвязными объектами

Описывается матрицей передаточных функции

Для односвязных объектов W_jK(p)=0 при j<>k, и матрица (1.35) превращается в диагональную

Существует два различных подхода к автоматизации много­связных объектов:

1. несвязанное регулирование отдельных коор­динат с помощью одноконтурных АСР;

2. связанное регулирование с применением многоконтурных систем, в которых внутрен­ние перекрестные связи объекта компенсируются внешними ди­намическими связями между отдельными контурами регулиро­вания. Рассмотрим методы расчета на примере системы с двумя входами и двумя выходами

Выведем передаточную функцию эквивалентного объекта с регулятором R1 и R2

Передаточная функция эквивалентного объекта имеет вид

На основе формул (1.36) и (1.37) можно предположить, что если на какой-то частоте модуль корректирующей поправ­ки будет пренебрежимо мал по сравнению с амплитудно-ча­стотной характеристикой прямого канала, поведение эквива­лентного объекта на этой частоте будет определяться прямым каналом.

Для качественной оценки взаимного влияния контуров ре­гулирования используют комплексный коэффициент связан­ности

Если на этих частотах K_CB~0, объект можно рассматривать как односвязнын; при K_CB> 1 целесообразно поменять местами прямые и перекрестные каналы («перекрестное» регулирова­ние); при 0<K_CB<1 расчет одноконтурных АСР необходимо вести по передаточным функциям эквивалентных объектов (1.36) и (1.37).

Основой построения систем связанного регулирования является принцип автономности.

При этом сигнал x_p1 можно рассматривать как возмущение для y₂, а сигнал x_p2 — как возмущение для y₁. Тогда перекрестные каналы играют роль каналов возмущения (рис. 1.35). Для ком­пенсации этих возмущений в систему регулирования вводят динамические устройства с передаточными функциями R₁₂(p) и R₂₁(p)

Практически обеспечить полную автономность невозможно, поэтому она рассматривается в определенном диапазоне частот.