Включение корректирующих устройств

Корректирующее устройство можно включить последовательно, параллельно-согласно или параллельно-встречно (по схеме с обратной связью).

Включение корректирующих устройств - №1 - открытая онлайн библиотека Последовательное корректирующее устройство с передаточной функцией Wпвключается обычно после предварительного усилителя. На рис.103а предварительный усилитель имеет передаточную функцию W3, выходной каскад усилителя - W2, исполнительный элемент - W1.

Параллельно-согласное корректирующее устройство с передаточной функцией Wпс (рис.103б) может иногда при меньшей сложности обеспечить нужное преобразование сигнала. Например, для коррекции свойств САУ часто требуются дифференцирующие и форсирующие звенья, которые конструктивно очень сложны. В то же время параллельно-согласное включение предварительного усилителя (W3 = K3) и простого апериодического звена с передаточной функцией Wпс = Включение корректирующих устройств - №2 - открытая онлайн библиотекапозволяет реализовать функцию реального форсирующего звена. Такое соединение можно заменить эквивалентным форсирующим звеном с передаточной функцией

Wф = W3 + Wпс = Включение корректирующих устройств - №3 - открытая онлайн библиотека ,

где Tф1 = Включение корректирующих устройств - №4 - открытая онлайн библиотека ; Tф2 = Tпс; Kф = K3 + Kпс.

Наибольшими возможностями в плане коррекции свойств САУ обладает корректирующее устройство с передаточной функцией Wпв, включенное по схеме с отрицательной или положительной обратной связью, охватывающей один из звеньев САУ, как правило исполнительный элемент или выходной каскад усилителя (усилитель мощности)(рис.103в). Такие обратные связи называются местными. При этом передаточная функция эквивалентного звена:

Wэкв = Включение корректирующих устройств - №5 - открытая онлайн библиотека.

Обычно передаточную функцию выходного каскада усилителя W2 выбирают из условия |W2.Wпв| >> 1в широком диапазоне частот, поэтому

Wэкв Включение корректирующих устройств - №6 - открытая онлайн библиотека 1/Wпв.

То есть свойства участка цепи с параллельно-встречным включением корректирующего устройства определяются только свойствами данного корректирующего устройства. Это основное достоинство данного способа включения. Влияние плохих свойств какого либо необходимого для САУ звена, например, его нелинейности, могут быть практически полностью устранены.

Местные корректирующие обратные связи делятся на жесткие и гибкие. Жесткая обратная связь действует на систему как в переходном, так и в установившемся режиме, то есть Wж(0) Включение корректирующих устройств - №7 - открытая онлайн библиотека 0. Она реализуется безынерционным или инерционным звеном:

Wж = Kж или Wж = Включение корректирующих устройств - №8 - открытая онлайн библиотека .

Гибкая обратная связь действует только в переходном режиме, она реализуется либо дифференцирующим, либо реальным дифференцирующим звеном:

Wг= Kг pили Wг= Включение корректирующих устройств - №9 - открытая онлайн библиотека .

Например, если интегрирующее звено Wи = Kи/p охвачено жесткой обратной связью звеном Wж = Kж, то

Wэкв = Включение корректирующих устройств - №10 - открытая онлайн библиотека ,

где Kэкв = 1/Kж, Tэкв = 1/(Kи KэквKж). То есть жесткая обратная связь превращает интегрирующее звено в апериодическое. В случае гибкой обратной связи звеном Wг = Kгpполучаем

Wэкв = Включение корректирующих устройств - №11 - открытая онлайн библиотека ,

где Kэкв = Включение корректирующих устройств - №12 - открытая онлайн библиотека . То есть гибкая обратная связь не изменяет структуру интегрирующего звена, но уменьшает его коэффициент передачи.

Таким образом, даже простейшие обратные связи способны существенно изменить свойства типовых динамических звеньев. Еще больший эффект дают сложные отрицательные и положительные обратные связи. Если основные элементы регулятора по своей природе позволяют создать обратную связь, то динамические свойства этих элементов часто могут быть изменены в нужном направлении.