5.2 Синтез программного корректирующего устройства

Для того чтобы синтезировать программное корректирующее устройство запишем передаточную функцию последовательного корректирующего устройства в виде z – разностных уравнений, проведем обратное z – преобразование и вычислим коэффициент ошибки управления.

. (36)

Заменяем s на 2/Т₀:

W() = . (37)

Последовательно заменяя =(z – 1)/(z + 1) и проводя преобразования получаем:

W(z)=. (38)

Домножаем числитель и знаменатель на 1/z²:

W(z)=. (39)

Так как z ^–1 =е ^рТо, z ^–2 =е ^2рТо, Т_о=t/n=0,2, pt=1, то коэффициент ошибки равен:

К= ≈ 2. (40)

Данный коэффициент вводим в программу МП для осуществления программной коррекции.

5.3 Выбор корректирующего устройства

Последовательные корректирующие звенья наиболее удобны в электрических САУ, особенно постоянного тока. В этом случае последовательные корректирующие звенья осуществляются в виде пассивных четырехполюсников, передаточные функции которых можно просто и плавно изменять в очень широких пределах, ограниченных лишь достаточно свободными условиями физической реализуемости. К достоинствам последовательной коррекции можно отнести:

• ускорение переходного процесса;

• снижение установившейся ошибки;

• простоту включения элементов коррекции;

• расширение полосы пропускания при дифференцирующих элементах.

К недостаткам можно отнести:

• увеличение чувствительности к помехам, так как расширяется общая полоса пропускания частот;

• необходимость согласования сопротивления корректирующих элементов с входным и выходным сопротивлением элементов системы, к которым они подключаются;

• большой номинал и габариты элементов коррекции;

• снижение величины основного сигнала (именно поэтому и по нижеследующим причинам ставим его после усилителя (рисунок 4), так как если поставить его до него, то полезный сигнал рассогласования будет дополнительно уменьшаться и искажаться, что приведет к дополнительной ошибке);

Мощным методом коррекции стало применение программных корректирующих устройств на микропроцессорах, применение которых позволяет варьировать параметры в широких пределах и быстро их изменять без изменения технического исполнения системы (это также важно при коррекции старения элементов системы программным способом, тогда как замена аналоговых устройств в данном случае не рациональна). Еще одним достоинством данного способа является точное выполнение зависимостей корректирующего устройства, тогда как для аналоговых корректирующих устройств трудно добиться точности, так как трудно точно подобрать номинал элементов в соответствии с расчетным.

Сравнивая эквивалентное время задержки на корректирующих устройствах (суммируя время задержки на аналоговых элементах включенных последовательно) с временем необходимым на программную коррекцию (число тактов необходимых на реализацию операции умножения сигнала рассогласования на коэффициент ошибки) приходим к выводу, что программная коррекция более эффективна.

Поскольку в системе уже есть встроенный МП, то применение аналогового корректирующего устройства экономически нецелесообразно, так как добавляются новые элементы.

В виду всего вышеперечисленного выбираем программную коррекцию.