Гибкая обратная связь.

Пусть объект управления с передаточной функцией охвачен отрицательной гибкой отрицательной обратной связью с передаточной функцией. Тогда структурная схема системы принимает вид, показанный на рисунке 14.

Пусть теперь

, .

Тогда передаточная функция разомкнутой системы будет равна

,

,

где ,.

Как видно, в этом случае увеличивается демпфирование колебательного звена (), при этом не меняется коэффициент усиления. Процесс в системе становится менее колебательным и может превратится в апериодический, если будет выполняться условие.

Заметим, что охватывать апериодическое звено гибкой отрицательной обратной связью нет смысла, так как это увеличивает постоянную времени, увеличивает его инерциальность.

Если теперь передаточная функция объекта управления имеет вид

,

то аналогично предыдущему получаем

,

где ,.

Отсюда следует, что сохраняется тот же тип передаточной функции, но уменьшается инерционность системы.

Инерционная гибкая обратная связь.

Пусть объект управления с передаточной функцией охвачен отрицательной инерционной гибкой отрицательной обратной связью с передаточной функцией. Тогда структурная схема системы принимает вид, показанный на рисунке 15.

Пусть теперь

, .

Аналогично предыдущему получаем

,

где ,,.

Здесь при сохранении интегрирующего свойства получается эффект введения производной, то есть интегрирующее звено становится изодромным. Новые постоянные времении, характеризующие инерционность разомкнутой системы, могут быть сделаны малыми за счет большого первичного коэффициента усиления. В последнем случае имеем

.

Можно вообще заметить, что инерционное запаздывание в обратной связи целесообразно использовать для улучшения качества переходных процессов, получая эффект аналогичный введению производной в прямой цепи.

Корректирующие устройства по внешнему воздействию. Инвариантность.

Основной принцип автоматического управления состоит в формировании управляющего воздействия по величине ошибки (с использованием интегралов и производных от). Если же вводится корректирующие устройство по внешнему воздействию, то получаетсякомбинированное управление (по ошибке и по внешнему воздействию) то же с использованием интегралов и производных.

Путем введения коррекции по внешнему воздействию удается при определенных условиях сводить величину установившейся ошибки к нулю при любой форме внешнего воздействия. Это свойство называется инвариантностью системы по отношению к внешнему воздействию.

Внешние воздействия делятся на задающее, сигнал которого система должна воспроизводить, и возмущающее, действие которого нужно нейтрализовать.

Корректирующее устройство по задающему воздействию.

Здесь наряду с сигналом ошибки вводится во внутреннюю цепь еще сигнал задающего устройства через некоторую передаточную функцию. В этом случае структурная схема системы будет иметь вид, показанный на рисунке 16.

Тогда выходной сигнал в преобразовании по Лапласу выразится в виде

,

то есть эквивалентная передаточная функция замкнутой системы по регулируемой величине будет равна

,

а для ошибки

.

Значение установившийся ошибки будет равна нулю при любой форме задающего воздействия в том случае, если

.

Обычно это условие инвариантности удовлетворить полностью нельзя, но можно подобрать приближенное равенство для определенной области частот (практически отрабатываемой системой). Такая неполная инвариантность весьма существенно уменьшает ошибку системы управления. Возможны и другие варианты коррекции по заданному воздействию.