1.5 Корректирующие приспособления
В тех случаях, когда качество процесса регулирования при существующих параметрах регулятора не удовлетворяет предъявленным требованиям (например, большое время время регулирования, перерегулирование, статическая ошибка, недостаточный запас устойчивости ит.п.), в схему вводят дополнительные корректирующие приспособления. Различают последовательные, параллельные корректирующие приспособления и корректирующие приспособления по возмущению.
Последовательные корректирующие приспособления
В качестве последовательных корректирующих приспособлений (звеньев) обычно используют интегрирующее и дифференциальное звенья.
Интегрирующее звено вводят последовательно в тех случаях, когда необходима уменьшить статическую ошибку или вообще из статической системы сделать остаточную. Однако, при введении интегрирующего звена увеличивается склонность системы к покачиваниям, что часто бывает нежелаемо.
Для подавления покачиваний, сокращения времени регулирования и улучшения устойчивости системы в закон регулирования необходимо ввести производную, то есть дифференцирующее звено. Статическая ошибка при этом увеличится.
Рисунок 1.36 - Введение в схему последовательного корректирующего звена Wк(p).
Параллельные корректирующие приспособления
Параллельные корректирующие приспособления
Для улучшения закона регулирования в САР часто вводят местные обратные связи, которые образовывают дополнительные замкнутые контуры. Такие приспособления называют параллельными корректирующими приспособлениями
Рисунок 1.37 - Введение в схему параллельного корректирующего звена Wк(p).
Положительная местная обратная связь вводится в тех случаях, когда необходима увеличить коэффициент усиления звена. Однако при этом в большинстве случаях ухудшается переходный процесс и устойчивость САР.
Отрицательная местная обратная связь используется для улучшения устойчивости, подавления покачиваний и изменения типа звена. Кроме того для звеньев с большим коэффициентом усиления, введение жестокой отрицательной обратной связи позволяет приблизить его свойства до идеального звена такого вида.
Корректирующие приспособления по возмущению
Рассмотренные последовательные и параллельные корректирующие звенья используют информацию об отклонении регулируемой величины, то есть реагируют на последствия потрясения. Улучшить свойства САР можно через ускорение ее реакции на возмущающее воздействие через ввод корректирующих звеньев, которые включаются в цепь потрясающего сигнала.
Корректирующие приспособления по возмущению не ухудшают устойчивость системы и при этом могут значительно уменьшить статическую ошибку. Особенно эффективными такие звенья могут быть в тех случаях, когда закон изменения возмущения известный заранее.
Рисунок 1.38 - Введение в схему корректирующего приспособления по возмущению Wк(p).
Определение корректирующих звеньев
Определение требуемых корректирующих звеньев совершается в следующей последовательности (смотри рисунок 1.39):
1. Строится ЛАЧХ исходной разомкнутой системы L().
2. С учётом заданных требований строится желаемая ЛАЧХ скорректированной системы Lск().
3. Через вычитание из желаемой Lск() исходной L() ЛАЧХ получается характеристика необходимого корректирующего звена Lк().
4. Для получившейся Lк() подбирают наиболее близкие корректирующие звенья. Если получившиеся логарифмическая амплитудная и фазовая частотные характеристики отличаются от необходимых, то строят характеристики системы с учётом принятых корректирующих звеньев.
5
.
Определяют получившиеся запасы
устойчивости по амплитуде ∆L
и по фазе ∆
.
Если они удовлетворяют требования, то
корректирующие звенья выбраны правильно.
Рисунок 1.37 - Определение корректирующих звеньев.
Понятие синтеза САР
Под синтезом автоматической системы понимают разработку из технологических элементов с определёнными статическими и динамическими свойствами и из технических средств автоматической системы, которая соответствует требованиям оптимальности во время функционирования. Синтез системы происходит в два этапа. На первом этапе - на стадии проектирования - составляется передаточная функция технологического объекта, разрабатывается структурная схема САР. На другом этапе - на стадии включения автоматической системы - определяются оптимальные параметры настройки регуляторов.
Литература
1. Клюев А.С. Автоматическое регулирование: Учебник для средних специальных учебных заведений. — М.: Высшая школа. 1986. —315с.
2. Клюев А.С. Автоматическое регулирование. —М.: Энергия, 1967, —344с.
3. Головенков С.Н., Сироткин С.В. Основы автоматики и автоматического регулирования станков с программным управлением. —М.: Машиностроение, 1988. —288с.
4. Крутов В.И., Спорыш И.П., Юнашев В.Д. Основы теории автоматического регулирования. —М.: Машиностроение, 1969. —360с.
