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

где = RC - постоянная времени диффе[)енцирую1иего конденсатора, а k. ~~ коэффициент передачи тахогенератора.

Результирующая передаточная функция для этого случая в соответствии с формулой (10.3) будет

WM=--Г- (10.27)

р[1+(?;,++kkjx, )р+Tj,p-]

в соответствии с табл. 10.3 (Xl 6) этот случай аналогичен вк.ночению последовательного иптегро-дифференцирующего звена.

Представляет интерес рассмотрение частного случая, когда можно приближенно считать дифференциатор идеа/Пьны.м (рис. 10.10, ). Тогда пе[)едаточная функция цепи обратной связи будет W,.(p) = k.l]jj, g результирующая передаточная функция двигателя совместно с обратной связью примет вид

КАР)- г, \; -гч 1= п V ч (0-2>

p[i + iT +kk,l)p] р(\ + 1 р)

где = Г -i- kk;.T - результирующая электромеханическая постоянная времени двигателя.

Из формулы (10.28) видно, что обратная связь по ускорению эквивалентна установке на валу двигателя дополнительного .махо1и-1ка, увеличивающего электромеханическую постоянную времени двигателя.

На рис. 10.11 доказано введение обратной связи в гидравлическом серводвигателе. Случай, изображен 1Н)1й на рис. 10.11, а, соответствует жесткой отрицательной обратной связи или так называе.мо.му се[)водвигателю с выключателем. Передаточ--пая функция серводвигателя без обратной связи, определяемая по отношению перемещений х) и х2, соответствует (10.24). Передаточная функция цени обратной связи

ни. Если н соотвстгтнни с (10.24) и качестве выходной величины 1)ассматривать угол поворота вала двигателя а, то эта обратная связь является гибкой, так как 1V (.(0) = 0.

Для схе.мы, изображенной на рнс. 10.10, (5, в качестве выходной величины .можно рассматривать скорость врандения двигателя. Тогда обратная связь по наиряже[нио тахогенератора оказывается жесткой, и в этом случае W,{0) = kO.

В соответствии с табл. 10.3 (№ 5) этот случай аналогичен включению последовательного пассивного дифференцирующего звена. Лиалогич1П)П 1 результат может быть получен при установке па ва-ту двигателя демпфера, развивающего момент соиро-тивлепия, пропорциональный скорости вращения (скоростное трение). В этом случае коэффицие1гг передачи и постоянная времени двигателя умспыпатся в одинаковое число раз.

На рис. 10.10, в изображено введение обратной связи по ускорению. В этом случае передаточная функция цепи обратной связи будет



h. = -k,= const , где а и


/; - плечи рычага. В резу.ньтатезтот случай сводится к рассмотренной выше схеме, изображенной на рс. 10.10, а. Результирующая переда точная функция будет совпадать с (10.25). -

Рис. 10.11, б соответствует гибкой обратной связи, передаточная функция которой

Х2 h\ + l\p 1 + Т,у

где Гд - постоянная времени дифференцирующего устройства, состоягцего из де.мп-фера и пружины (см. рис. 4.24, г).

Результирующая передаточная функция в соответствии с фо1)мулой (10.3) будет

(10.29)

Из формулы (10.29) видно, что подобная 1ибкая обратная связь сохраняет интегрирующие свойства серводвигателя, уменьшает его коэффициент передачи, вводит производную в соответствии с члено.м (1 + Тр) и образует колебательное звено с частотой недемпфированных колебаний q = Г и параметром затуха[гия Если частота q достаточно велика, то выражс1 1е (10.29) можно приближенно записать в виде

(10.30)

Передаточная функция (10.30) совпадает с передаточной функцией и.зодромио-го устройства (9.10). В связи с эти.м гибкую обратную связь, и.зоб1)ажен11ую на рис. 10.24, б, называют иногда изодром-пой обратной связью.

Положительные обратные связи. По.южительные обратные связи находят значительно меньшее распространение в качестве корректируюпшх средств по сравпению с отрицательными. Встречается применение положительных обратных связей в качестве так называемых корректоров ошибки (рнс. 10.12). Прямая цепь представляет собой




где Ту - постоянная времеггн усилителя, ky - коэффициент усиления (коэффициент передачи) по напряжению.

При замыкании усилителя положительной жесткой обратной связью с передаточной функцией W (.(p) = с- в соответствии с (10.3) имеем результирующую передаточную функцию

Wyip) ky

i-Wyip)W,Ap) i-kyK,+Typ

Эта передаточная функция .может быть также представлена в следующем виде:

i-kyk

h - К т=

I КуК. i. y (x-

новые значения коэффициента усиления по напряжению и постоянной вре.мени усилителя. Нетрудно видеть, что при помощи жесткой положительной обратной связи

безынерционное звено с иередаточной функцией W,.(p) k, а в цепи обратной связи установлено апериодическое звено первого порядка с передаточной функцией

Р~[+Тр Р-У- РУ Щ передаточная функция в соответствии с (10.3) будет

При выполнении условия k.k 1 формула (10.31) будет соответствовать передаточной функции изодро.много устройства (9.10). Это позволяет построить изодромное устройство, повышающее астатизм системы, на базе апериодического звена, а пе иптеграто1)а, как показано на рис. 9.4. Отсутствие интегратора упрощает схему, но точное выполнение требования kji = 1 затрудняется необходи.мостью тщательного .масштабирования.

Положительные обратные связи находят также применение в магнитных усилителях с целью умепьпюиия постоянных вре.мени последних прн сохранении козффи-iHienra усиления по мопиюсти. Это делается следук)ип1м образом. Предположп.м, что усилитель имеет передаточную функцию, соответствую1цую апериодическому звену,

и ks,



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