3. Схемы включения оу с частотно-зависимым преобразованием сигнала

П-регулятор

В соответствии с рисунком 3.58а, передаточная функция П-регулятора

.

При анализе частотных свойств и синтезе схемы в 1-ю очередь нас интересует передаточная функция регулятора по каналу датчика обратной связи (ДОС) W(р), и только во 2-ю – по каналу задания W_рег(р).

На рисунке 3.58а приведены обозначения: U_ДОС – напряжение датчика ОС; U_З – напряжение задания.

Z_oc = R_oc , Z_вх = R₁ (R₂);

W(p) = – k₁ (k₂),

где k₁ = R_oc/R₁ , k₂ = R_oc/R₂.

Частотная характеристика и временные зависимости входного и выходного напряжений представлены на рисунке 3.58б, в, соответственно.

При k = 10 20lg k = 20.

а)

б) в)

Рисунок 3.58

И-регулятор

В соответствии с рисунком 3.59а, передаточная функция И-регулятора

,

где , Z₁ = R₁.

,

где Т_и = C_ocR₁, Cp = 1/Т_и.

Частотная характеристика и временные зависимости входного и выходного напряжений представлены на рисунке 3.59б, в, соответственно.

Физический смысл постоянной времени Т_и состоит в том, что она численно равна времени, за которое выходной сигнал достигает уровня входного при нулевых начальных условиях.

И-регулятор и любой другой, имеющий интегрирующую часть, обладает свойством памяти (т.е. при нулевом входном сигнале выходной сохраняет накопленное к этому моменту значение).

а)

б) в)

Рисунок 3.59

ПИ-регулятор

В соответствии с рисунком 3.60а, передаточная функция ПИ-регулятора

;

Z_oc = R_oc + 1/C_oc p, Z_вх = R₁.

В зависимости от соединения ПИ-регулятор можно представить как параллельное (рисунок 3.60б), так и последовательное (рисунок 3.60в) соединение П- и И- звеньев.

Так, параллельное соединение удобно для временных зависимостей.

.

Последовательное соединение удобно для анализа частотных свойств, т.к. lg xy = lg x + lg y.

,

где Т_из = R_ocC_oc – изодромная постоянная времени;

Частотная характеристика и временные зависимости входного и выходного напряжений представлены на рисунке 3.60г, д, соответственно.

НЧ: если Т_из<1, то < 1/Т_из;

ВЧ: если Т_из>1, то >1/Т_из.

а)

б) в)

г) д)

Рисунок 3.60

А-регулятор

В соответствии с рисунком 3.61а, передаточная функция А-регулятора

;

Z_ВХ (р) = R₁;

,

где Т_ф = R_ocC_oc.

Частотная характеристика и временные зависимости входного и выходного напряжений представлены на рисунке 3.61б, в, соответственно.

НЧ: Т_ф<1.

а)

б) в)

Рисунок 3.61

Д-регулятор

В соответствии с рисунком 3.62а, передаточная функция Д-регулятора

Z_oc = R_oc; Z_вх = 1/C₁p;

.

Частотная характеристика и временные зависимости входного и выходного напряжений представлены на рисунке 3.62б, в, соответственно.

а)

б) в)

Рисунок 3.62