Главная ->  Повышение запаса устойчивости 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 [ 148 ] 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

импульсную, так как их структурные схемы, изображенные на рис. 15.3 и рис. 14.7 будут одинаковыми. Однако фактически эти системы останутся принципиально различными.

В имнульс1К)й системе преобразование непрерывного сигнала в последовательность импульсов осуществляется сравнительно простым устройством - амшштудно-импульсным моду;1Ято1)ам, а все остальные элементы и устройства являются аналоговыми. В цифровой системе при D(2) = 1 сохраняется весь комплекс сложпыхустройств(ЦВМ, АЦП, ЦАП), а на ЦВМ во,злагастся лишь .задача вычисления ошибки и, воз.можно, формирования задающего воздействия в соответствии с программой унравлешш. Поэтому, очевидно, построение цифровой системы при D{z) = 1 не является рацио-н;ьгын>1М.

В табл. 15.1 приведены некоторые простейшие дискретные алгоритмы и передаточные функции D(z), соответствую1цие рассмотренным в § 2.2 линейным ненрерыв-пы.м а.тгоритма.м. В качестве аналога производной использована не первая разность (14.5)Лг(г)=х(г + 1) -x(i), которая физически не реаги.зуется, а разность.г(г)--.г(/ - 1). Для вычисления интеграла применены известные приб.миженные методы интегрирования.

При осуществлении дискретной коррекции желаемая передаточная функция D(z) может быть опрел,елеиа следующим образом. Пусть известна передаточная функция исходной не скорректированной системы

W,(z) = MU (15,11)

бо(2)

а в процессе решиптя задачи синтеза определена желаемая передаточная функция разом кпутой системы

Wiz) = =D(z)Wo(2). (15.12)

С(2)

Тогда иско.мая передаточная функция дискретного корректирующего устройства (передаточная функция ЦВМ)

Q(z) Woiz) C{z)BAz) (I-l-

Если известна желаемая передаточная функция за.мкнутой системы Ф(2), то вместо (15.13) получи.м:

D(2)=- = <£) L = (£L.£o(£). (1514)

Q(2) 1-Ф(2) М/ (2) 1-Ф(2) Во(2)

Формирование желае.уых передаточных функций Wz) или Ф(2) должно производиться с учетом некоторых ограничений. Во-первых, получающаяся передаточная функция ЦВМ (15.13) или (15.14) должна быть физически реали.зуемой, т. с. степеШ полинома ее числителя не должна превышать степот полинома знаменателя. Во-вто-



Таблица 15.1

Управление

Непрерывный алгоритм

Дискретный алгоритм

D(z)

По отклопепию

ы = *,х

u{i)-k,x{i)

Ио производной от отклонения

*2 г-1 Т г

По отклонению и нроизиодной

U=kfX + k2X

t/(i)=f,+Uo-0-l)

По интефалу от отклонения

u=k.jxd/:

u{i) = u(i- I) + kTxii - Л) (метод Эйлера)

u(i) = u(i-i)+lx{i)+x(i-\)\ (метод трапеций)

k-T 2+1 2 2-1

Изодромное

u-kx + kixdt

м(г) = M(r -1)+kx(i)+kTx{i -1)

kz+kT

u{i) = u{i-\) + L+-\x{i) + -x(i-\)



рых, скорректированная система должна быть г)убой, т. е. малое изменение ее нара-мет)Ов не должно приводить к существенному изменению характера протекаюнитх в ней процессов.

В сштветствии с условием грубости нули и но.чюсы (корни чнс;п1теля и знаменателя) передаточной функции Wo(z), модуль которых равен или больше единицы, ие должны сокращаться или компенсироваться такими же полюса.ми и нулями передаточной функции D(z). Иными слова.ми плохие нули и полюсы Wq(z) должны входить в качестве плей н полюсов в желаемую передаточную функцию разомкнутой систем.ы. Применительно к выражению (15.14) это означает, что передаточная функция Ф(г) должна содержать в качестве нулей плохие корни (юлинома Sq{z), а 1 - Ф(2) - плохие корпи полипома 6о(2). Невыиолпепие условий грубости вызывает неустойчивость системы.

Поясним сказанное приме1)ом. Рассхготрим систему (р1к:. 15.3), передаточная функция непрерывной части которой равна

f,/;-l

К K{d-\) , Уг,

Тогда при Y = 1 и.меем

iy (z) = Z

2 [p{Tp-i)] г-d

Положим, наприхгер, /{ = 2, d 1,2. Тогда

d = e >1.

Введем в систему дискретное корректирующее устройство с передаточной функцией

Diz) = = lzl:l. (15.16)

X{z) 2-0,8

В результате получим передаточную функцию разомкнутой системы (15.12)

Щ2) = Д2)1Уо(2) = ---. (1;-17)

2 -и, о

Корень 2, = 1,2 зиамеиателя lVo(2) -модуль которого больше единицы, скомпенсирован таким же корне.м числителя D(z). Таки.м образом, условие г[)убости нарунюно. Однако, если судить но передаточной функции (15.17), замкнутая система устойчива, так как корень ее характеристического уравнения 2, = 0,4 < 1.

Допусти.м теперь, что фактическое значение постоянтюй времени Т, несколько меньше расчетного значения и <7 = 1,21, а параметры D{z) остались прежними. Тогда передаточная функция разомкнутой сисгемы

W(z) = D(z)Wo(z)=~

2-0,8 2-1,21



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 [ 148 ] 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248