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


ствующих на огибающую модулированного сигнала, но ввиду их сложности и недостатков они пока почти не находят применения. При наличии модулиро-вашюго сигнала и при необходимости использования звеньев последовательного типа приходится устанавливать в канале переменного тока фазочувствительпый демодулятор. После выиря.млепия и фильтрации сигнала от высип1х rapMoiniK в этом случае появляется ж)зможиость ввести звено последовательного типа. Схе.ма введе11ия звена последовательного типа изображена для этого случая на рис. 10.2. Модулированный сигнал переменного тока поступает па фазочувствительный демодулятор ФД, затем после выпря.млеиия на фильтр Ф и далее па последовательное корректирующее звено из. В случае необходимости вести дальнейшее усиление на переменном токе после последовательного звена устанавливается модулятор М. Однако такой путь часто связан с серьезным ухудшением динамических свойств систе.мы вследствие влияния дополнительных постоянных времени фильтра, устанавливаемого на выходе демодулятора.

Звенья параллельного типа удобно при.меиять в тех случаях, когда необходимо осуществить сложный алгоритм управления с введением интегралов и производных от сигнала ошибки. Примером этому может служить рассмотренный в предыдущей главе случай использования изодромных устройств.

Обратные связи находят наиболее широкое примеиепие вследствие простоты технической реализации. Это объясняется тем обстоятельство.м, что на вход обратной связи поступает сигнал сравнительно высокого уровня, часто даже непосредственно с выхода систе.мы или выходного каскада усилителя. Другое ас менее важное обстоятельство заключается в том, что корректирующие устройства различного тина оказывают различное влияние па содержапн1еся в системе пелипейиости. Если обратная связь охват ывает участок канаста управления, содержапщй какую-либо нелинейность, naiipHMcp силы трения, люфт, зону нечувствительности и т. п., то влияние этой нелинейности па iipoTCKamie процессов в системе меняется суп1ествеппым образом. Отрицательные обратные связи имеют свойство уменьшать влияние пелипейиостей тех участков цепи, которые ими охватываются. Так как практически все систе.мы содержат те или иные нелинейности, ухудпшюпиге качество управления, то использование корректируюнгих устройств в виде отр11цательпых обратных связей, как правило, дает возможность добиться лучпн1х результатов по сравнению с ,тругими типами корректируюпшх устройств.

Аналогичным образо.м отрицательные обратные связи дают значительно Лучишй эффект в тех случаях, когда вследствие воздействия впепитх факторов (вре.мя, температура и т. п.) меняется коэффициент усиления какой-либо части цепи, охватываемой отрицательной обратной связью.



§ 10.2. Последовательные корректирующие звенья

Корректирующие звенья носледовательного тина могут составляться из различных но своей физической природе элементов: электрических, механических, гидравлических и т. д. Наиболее просто такие звенья могут быть составлены из электрических R-, С- и 1-элементов или реализованы на опорациоипых усилите;!ях. Электрические последовательные звенья имеют самое широкое распространение в системах автоматического управления, поэтому в дальпейн1ем они будут рассмотрены в первую очередь.

Последовательные звенья из R-, С- и i-элемснтов часто назьшают нассивны.ми нос;1едовательными корректирующими устройства.мн, так как они не соде])жат источников электродвижущих сил.

Суп1ествует весь.ма большое количество пассивных последовательных звеньев. В некоторых книгах и справочниках приводятся таблицы, содержанще схемы десятков и даже сотен звеньев ])азличиого вида.

Обычно пассивные последовательные звенья могут быть представлены в виде обобп1енной схемы, изображенной на рис. 10.3.

Функции Zf{p) и Z2(p) представляют собой сопротивления участков цени, .записанные в операто])пой форме. Влияние предыдущего и последующего звеньев на ])а-богу последовательного корректирующего звеьга может быть учтено введением сопротивления выхода источника сигнала R и сопротивления входа й .

С учетом введенных сопротивлений передаточная функция последовательного звена будет

е{р)

K+z,{p)+--

(10.11)

К + Ыр)

В идеализированном случае, когда R О, а -> °°, ({юрмула (10. И) приобретает вид

Е{р) ир) Z,{p) + Z2(p)


Передаточная функция (10.11), как правило, соответствует звенья.м с более плохими корректирую щи.ми свойствами по сравнению с (10.12).

В табл. 10.1 приведены основные типы последовательных пасси1П1Ых .электрических корректирующих звеньев в соответствии с формулами (10.11) и (10.12).

Пассивные дифференцируюиие звенья нодав;!Яют низкие частоты и вносят щ)ложнтельный фазовый сдвиг. Подавление низких частот обычно недопусти.мо. так как снижает коэффициент пе])елачи разомкнутой



Таблица 10.1

№ п/п

Название и схема пассивного звена

Передаточная функция

Частотные характеристики

Параметры

Л. а. X. и л. ф. X.

Дифференцирующее С,


7-2 =

Г,-Я,С;

\/ = arctg (оГ, - arctg (О Г2

Rf+Ri Т/ Io = 201gGo

7-,;

-180 ,0 о -

т. г.

Лиффсренцирутщее


1 + Г2Р

\/ = arctg (оГ, - arctg о)Г2

7-, = /?,С,; KRR.--


G =

Io = 201gGo;I< = 20lgG,

Интегрирующее

1 + ? 2Р

у = arctg (о72 -arctg соГ,

7i ~ (Д, + Й2) Сг; Г2 =

G= = Zk;

I = 201gG

-i80 ,0

Т. т;



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