Главная Промышленная автоматика.

ные отклонения системы от равновесного состояния па оптимальной характеристике. Это, в свою очередь, уменьшает время переходных процессов. В инвариантных САУ начальные отклонения равны пулю (т. е. отсутствуют).

2. В .замкнутой части комбинированной САУ можно значительно уменьшить коэффициент усиления, поскольку основная часть ошибки ликвидируется разомкнутой частью. Это приводит к сокращению времени переходных процессов и повышению устойчивости.

3. Мощность исполнительных элементов замкнутой части системы уменьшается в пять-десять ра,з, так как основная мощность управления поступает от разомкнутой части. Это, в свою очередь, уменьшает постоянные времени и повышает частоту собственных колебаний замкнутых контуров комбинированных САУ, что также приводит к повыи.онию устойчивости и быстродействия всей системы в целом.

4. Веодснис в систему управления САУ сигнала, пропорционального нроизводиоп внешнего воздействия (управляющего или воз.мущающего), ие влияет на ее устойчивость. При этом преобразующее устройство, через которое вводятся внешние воздействия, должно быть устойчивым.

5. Перерегулирование в комбинированной САУ несколько увеличивается.

6. Комбинированная САУ может отрабатывать некоторые виды входных сигналов с нулевой установившейся ошибкой, т. е. она становится не зависящей от впешкего воздействия.

7. Комбинированная САУ, в которой выполнены условия полной инвариантности имеет полосу пропускания по частоте без амплитудных и фазовых искажений, равную бесконечности. Линейная ко-мбинированная САУ, в которой выполнены условия полной инвариантности по управляюн1,ему воздействию if, имеет структурную схему, изображенную па рис. 6.1. Выбор структуры и параметров элемента Wi(p) следует производить с учетом реальных требований к точности отработки входного сигнала. Поскольку создать реальную САУ с таким свойством невозможно, то речь может идти лишь о частичио.м выполнении условий инвариантности. При этом полоса пропускания системы будет ограниченной, и могут возникнуть, особенно при высокочастотных входных сигналах, амплитудные н фазовые искажения. В таких случаях целесообразно стремиться пе к полному устранению ошибки, а к ее уменьшению.

Преимущества комбинированных САУ, как правило, увеличиваются с повышением требований к точности системы. Только в очень простой системе с большой допустимой оншб-кой и вялыми переходными процессами комбинированный принцип управления .может оказаться нерациональным. В САУ комбинированное управление !;елесообразно применять, когда тре-



буется получить высокую точность управления при больших значениях скоростей и ускорений входного воздействия.

Г"

I-1 Щр)!

•-♦4

Рис. 6.1.

Введем понятие эквивалентной передаточной функции комбинированной САУ. Рассмотрн.м структурную схему системы с комбинированным управлением (рис. 6.2), где g - управляющее воздействие; у - воспроизводимый сигнал; х - сигнал ошибки; W(p) и Wi{p)-соответственно передаточные функции разомкнутой части и связи по управляющему воздействию.

При отсутствии регулирования ио управляющему воздействию, т. е. при lFi(p)=0, управляемый сигнал у связан с управляющим во.здействием g-"через передаточную функцию замкнутой части системы соотношением

уФ (р) g= \W {р):\] -i- W{v]\ g. (6.18)

При введении регулирования но управляющему воздействию воспроизводимый сигнал у описывается выражением

y{W{p)[\ + Wip)\\ [1 + W, ip)\ й: = Фз,„(р) g,

гдефзкв(р)= t(p) 11 + иг(р)1 [1+ Wip)]

(6.19)

- эквивалентная передаточная функция замкнутой системы с учетом регулирования по управляющему воздействию.

Из сравнения выражений (6.18) и (6Л9) следует, что введение регулирования по управляющему воздействию не изменяет характеристического"уравнения СЛУ, поскольку знаменатель 3 этих выражениях одинаков: [l-i-Wi{p)]. Следовательно, при введении дополнительного регулирования по управляющему воздействию условия устойчивости САУ не нарушаются; кроме того, сохраняются оценки качества переходного про-



цесса в системе, основанные на использовании корней характеристического уравнения.

ЩР) j-I

Рис. 6.2.

Рис. 6.3.

Эквивалентная передаточная функция замкнутой комбинированной САУ по ошибке будет иметь вид

%эко (Р) = 1 -Фзко iP) - [1 - Wa (Р) W {р)\1[\-f W {р)\,

(6.20)

а для разо.мкнутой комбинированной САУ

КМ-Фэкп (PVn-%. ip)\ = w (р) [1 + w, (р)у[\ -

-WAp)W{p)]. (6.21)

Переход к эквивалентной передаточной функции (6.21) позволяет заменить структурную схему комбинированной САУ, изображенную на рис. 6.2, эквивалентной ей обычной схе.мой САУ, которая работает по отклонению (рис. 6.3).

Из выражения (6.20) определяем условие абсолютной инвариантности САУ, приравняв Фxямaip)v нулю. Оно будет иметь следующий вид:

W,{p) = \iW{p). (6.22)

Если выражение (6.22) разложить в ряд по возрастающим степеням оператора, то [юлучим необходимый вид функции, которая определяет вводимый в систему сигнал от управляющего воздействия:

Ui iP) =-ао + а,р-{- а.У + ...-ар".

(6.23)

При реализации всех производных от управляющего воздействия в САУ, которая будет иметь структурную схему, по-казапную па рис. 6.1, будет осуществлена абсолютная инвариантность. В большинстве реальных случаев можно точно ввести в САУ первую производную, а все последующие производные получить приближенно. Поэтому практически может быть получена инвариантность до некоторого значения е. Это будет соответствовать введению ограпичек[юго числа первых членов разложения (6.23).

Иногда сигнал по управляющему воздействию может подаваться пе на вход САУ, как это показано на рис. 6.2, а в не-





0 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

0.0035