Для компенсации изменений эти же возмущения подводятся к корректирующему устройству с целью изменения его передаточной функции Wi-Передаточная функция замкнутой системы

Очевидно, что для получения постоянства (25.27) необходимо выполнить условие TiWg = const. Поэтому передаточная функция корректирующего устройства должна меняться по зависимости

(25.28)

АРУМ > Н

где и Wo - передаточные функции для некоторого начального состояния системы.

Выполнение условия (25.28) сопряжено со значительными трудностями вследствие того, что нельзя точно и полностью учесть все возможные воздействия на объект регулирования. Кро-У ме того, точная реализация зависимо-Y ? I-r-\-f сти (25.28) во многих случаях затруднительна вследствие технических трудностей. Поэтому во многих случаях реализуется приближенное выполнение этого условия.

В качестве примера рассмотрим систему автоматического построения вектора по двум составляющим Рис. 25.9. (рис. 25.9). На статорные обмотки

синусно-косинусного вращающегося трансформатора СКВТ поступают напряжения переменного тока и Uy, действующие значения которых пропорциональны проекциям .вектора на оси х м у. В СКВТ образуется переменный магнитный поток, амплитуда которого пропорциональна модулю вектора: Фщах = = к Уи -\- Uy ----- ki Ух ~- у, а ось его составляет с осью обмотки, на которую поступает напряжение и, угол ф = arctg = arctg. Следящая

система поворачивает ротор СКВТ до тех пор, пока напряжение на сигнальной обмотке ротора, включенной на вход усилителя, не станет равным нулю, точнее, минимальным. Тогда ось сигнальной обмотки будет перпендикулярна оси потока статора. Ось второй (квадратурной) обмотки ротора будет совпадать с осью потока. На второй обмотке будет напряжение, действующее значение которого пропорционально модулю искомого вектора:

и. = 1/ = /,

где и и\ - числа витков статорных и роторных обмоток.

Угол между осью квадратурной обмотки ротора и осью обмотки статора, на которую подается напряжение и, является аргументом ф вектора, который строится.

При построении вектора следящая система работает в различных условиях в зависимости от величины модуля строящегося вектора. Это объясняется тем, что крутизна чувствительного элемента, которым является сигнальная обмотка СКВТ, зависит от амплитуды магнитного потока Фщах! т. е. от модуля вектора. Эта крутизна может быть определена из известпого для СКВТ выражеттая для напряжения сигнальной обмотки:

wi = -Ь ul sin Аф =- uz sin Аф,

где Дф - рассогласование между сигнальной обмоткой и осью, перпендикулярной потоку статора.

Для малых углов получаем крутизну чувствительного элемента:

При малых модулях строящегося вектора напряжение мало и мала крутизна чувствительного элемента. Поэтому построение будет производиться с большой ошибкой. При больших модулях вследствие увеличения крутизны чувствительного элемента может быть нарушена устойчивость, следящей системы.

В связи с этим в схему построения вектора (рис. 25.9) вводится специальное корректирующее устройство, осуществляющее автоматическое регулирование коэффициента усиления одного из каск,адов усилителя АРУ. Работа схемы АРУ происходит в функции модуля строящегося вектора. Для этой цели может использоваться напряжение квадратурной обмотки ротора СКВТ.

АРУ осуществляется обычно на каком-либо нелинейном элементе (полупроводниковом диоде, ламповом или полупроводниковом триоде, пентоде, дросселе насыщения и т. д.). АРУ должно работать так, чтобы при увеличении напряжения и соответственно при увеличении крутизны чувствительного элемента кд коэффициент усиления усилителя /% уменьшался по гиперболической зависимости. Тогда их произведение будет оставаться постоянным (кдку = const), что обеспечит работу следящей системы при постоянном коэффициенте усиления разомкнутой цепи.

Системы с замкнутыми цепями самонастройки. Рассмотрим два принципа построения систем с замкнутыми цепями самонастройки.

На рис. 25.10 изображена схема системы со стабилизацией качества процесса регулирования посредством связей с эталонным фильтром. Wy и представляют собой передаточные функции двух звеньев системы. Внешние условия воздействуют на передаточную функцию W- В качестве эталона используется некоторое звено (фильтр), передаточная функция которого Фо равна желаемой передаточной функции замкнутой системы. Выходная величина у системы регулирования сравнивается с выходной величиной I/o эталона. Разность этих величин после прохождения усилителя с коэффициентом усиления к поступает на вход второго звена.

Результирующая передаточная функция замкнутой системы с дополнительной связью от эталонного фильтра будет

Если коэффициент, усиления усилителя к велик, то можно положить Ф Фо- Таким образом, при изменещш внешних условий передаточная функция замкнутой системы оказывается близкой к эталонной.

Такие системы обладают сравнительно низкими качествами вследствие невозможности практически реализовать значительное увеличение коэффициента усиления к из-за потери устойчивости. Поэтому большее практическое значение имеет другая схема самонастройки, изображенная на рис. 25.11. Эта схема содержит вычислительное устройство дискретного или непрерывного типа, которое определяет отклонение характеристик замкнутой системы от желаемых или эталонных и в соответствии с имеющимся отклонением воздействует на различные параметры корректирующего устройства с .передаточной функцией Wy.

Один из возможных путей заключается в определении вычислительным устройством частотных характеристик системы. Для этой цели на вход

системы подаются малые колебания некоторых фиксированных частот, для которых определяется частотная передаточная функция системы. В некоторых случаях нет нужды специально подавать на вход колебания фиксированных частот, так как они могут присутствовать во входном сигнале. Задача тогда будет заключаться только в выделении этих колебаний из выходной величины посредством узкополосных фильтров.

1-5. Wt

Рис. 25.10.

Рис. 25.11.

После нахождения частотной передаточной функции системы вычислительное устройство определяет требуемые значения параметров корректирующего устройства и посредством исполнительных устройств устанавливает эти значения параметров. В результате характеристики замкнутой системы будут непрерывно корректироваться так, чтобы реализовать приближение их к желаемому виду.

Возможно также определение переходной или весовой функции системы при подаче на вход ступенчатого или импульсного воздействия и реализация воздействия на корректирующее устройство при наличии отклонения от желаемого вида переходного процесса.

Основной трудностью здесь является недопустимость подачи на вход значительных пробных воздействий, так как они могут нарушать основной процесс регулирования. Подача же малых пробных воздействий затрудняет выделение получающейся реакции на фоне помех и шумов.

Для контроля динамических характеристик возможно применение статистических методов. Пусть на входе системы действует случайный сигнал g (it), вызывающий на ее выходе реакцию у {{). Тогда взаимная корреляционная функция для этих двух функций времени может быть определена по выражению

оо оо

(т) = g{t~%)y(t) =\w (il)g(f-T)g(T)dTi =-w (ii) i?g (T-11) dii, (25.30)

где w {t) - фухжция веса системы.

Если при помощи корреляторов определить корреляционные функции Rg (т) и Rgy (т), то решение интегрального уравнения (25.30) дает весовую функцию. Эта задача возлагается на вычислительное устройство (рис. 25.11).

Указанный метод наиболее прост, когда в пределах полосы пропускания системы g {t) имеет белый спектр. Тогда

Rg (т - 11) = аб (т - 11) и Rgy (т) = aw (т).

При статистическом методе определения весовой функции возможно использование имеющихся во входном сигнале шумовых помех в качестве пробных сигналов, что является достоинством этого метода.

Кроме обычных критериев качества, самонастраивающиеся системы характеризуются временем и точностью самонастройки. Так как объект регулирования в самонастраивающейся системе, как правило, имеет переменные параметры, то определение динамических свойств системы по временным или частотным характеристикам должно производиться возможно