I. Описание принципа работы сар.

Дана исходная САР напряжения генератора постоянного тока, включающая объект регулирования и дополни­тельные устройства, обеспечивающие процесс регулирования (датчики, усилители, сумматоры, исполнительные устройства и т.п.).

Рис.1. Принципиальная электрическая схема.

Таблица 1. Исходные данные.

Вариант
46	0,5	0,3	0,08	1,5	1	2	1	2,75	12	30

Объектом управления является генератор Г со своей обмоткой возбуждения ОВГ, якорь которого вращается от постороннего двигателя с постоянной угловой скоростью ω=const, остальные элементы схемы составляют регулирующее устройство РУ – это: ЭМУ – электромашинный усилитель, предназначенный для усиления сигнала по току, со своей обмоткой возбуждения ОВ ЭМУ; ЭУ – электронный усилитель для усиления сигнала по напряжению; П₂ – потенциометр задания.

Цель САР обеспечить поддержание постоянства напряжения гене­ратора при изменении его нагрузки. Величина напряжения U_г , которую ге­нератор должен поддерживать с некоторой точностью на своих зажимах, несмотря на колебания R_н задается с помощью напряжения U_зд , снимаемо­го с потенциометра П₂.

Сигнал рассогласова­ния ΔU поступает по цепочке на генератор. Выходной сигнал гене­ратора по цепи отрицательной обратной связи поступает на сумматор. На генератор воздействует также возмущение R_н . В установив­шемся режиме напряжение генератора U_{г ,} а, следовательно, и I_г , и I_эму по­стоянны.

Напряжение U_зд, снимаемое с по­тенциометра П₂, задаёт требуемое значение выходного напряжения генератора, которое нужно поддерживать постоянным. Следовательно, задачей САР является сведение к нулю с некоторой точностью величины рассогла­сования

ΔU = U_зд – U_г ,

где ΔU – сигнал рассогласования.

Положим, что в системе имеет место установившийся режим, при котором ΔU = U_зд – U_г = 0 (т.е. U_г = U_зд). В этом случае на якорную обмотку дви­гателя с ЭУ поступает нулевой сигнал и двигатель не вращается, а, значит, движок потенциометра П₁ находится в фиксированном положении. Вслед­ствие этого напряжение на обмотке возбуждения ЭМУ, а, следовательно, и напряжение на зажимах генератора U_г остаётся постоянным и, как го­ворилось выше о U_г, равным U_зд.

Предположим теперь, что в некоторый момент времени изменилось скачком сопротивление нагрузки R_н. Вследствие этого в первый момент уменьшится (или увеличится - в зависимости от того, уменьшится или увеличится R_н) напряжение генератора U_г. Это приведёт к появлению положительного (отрицательного) напряжения рас­согласования ΔU, которое после усиления электронным усилителем ЭУ поступает на якорную обмотку двигателя. Двигатель начинает вращаться в ту или иную сторону и через редуктор Р перемешает движок потенциомет­ра П₁, увеличивая (уменьшая) напряжение на обмотке возбуждения ЭМУ и далее на зажимах генератора U_г. Вращение двигателя и увеличение (уменьшение) U_г будет продолжаться до тех пор, пока U_г снова не станет равным U_зд. В этот момент ΔU станет равным нулю и будет иметь место новый установившийся режим (при другом, чем ранее, значении R_н). Установившийся режим возникает при сигнале рассо­гласования ΔU, который в статическом режиме пропорционален статиче­ской ошибке, равном нулю, что означает астатичность рассматриваемой САР.