Расчет и моделирование комбинированной системы

Помимо внутренних возмущений на систему могут оказывать влияния и внешние возмущения. Для уменьшения влияния подобных возмущений на систему применяются комбинированные схемы регулирования.

Комбинированные схемы, как и схемы, работающие только на принципе компенсации возмущений, позволяют принципиально получать системы регулирования, инвариантные относительно тех возмущений, дополнительные воздействия от которых вводятся в систему. Объясняется это тем, что в таких схемах, как и в обычной одноконтурной схеме, имеется только один замкнутый контур передачи воздействий через регулируемый объект и регулятор. В связи с этим в схемах с компенсацией возмущений имеется принципиальная возможность выбирать желаемые передаточные функции устройств ввода возмущений, не опасаясь потери системой устойчивости.

Рис. 4.17. Структурные схемы комбинированных систем регулирования.

Целью расчета настройки системы с компенсацией возмущений является такой выбор оптимальных параметров настройки регулятора и устройств ввода воздействий по возмущениям, чтобы система, имея необходимый запас устойчивости, работала с наибольшей достижимой точностью. Необходимо отметить, что выполнение условий абсолютной инвариантности  или  возможно далеко не всегда, так как передаточные функции, полученные по этим формулам, могут быть либо совершенно физически нереализуемыми, либо их реализация технически очень сложна. На практике чаще всего стремятся выбирать устройства ввода воздействий от возмущений в виде наиболее просто технически реализуемых элементарных звеньев. К сожалению, эти звенья только в сравнительно очень редких случаях позволяют выполнить условия абсолютной инвариантности. Поэтому обычно приходится решать задачу выбора настройки устройств ввода, при которой будет осуществлено наилучшее приближение к условиям абсолютной инвариантности.

Передаточную функцию устройства ввода воздействия от возмущения целесообразно выбирать в виде:

 (4.3)

Рассчитаем устройство ввода компенсирующего воздействия.

Возмущение по температуре топочных газов на перевале подается на вход эквивалентного объекта:

 (4.4)

Структурная схема комбинированной системы управления в Simulink представлена на рисунке 4.17.

Рис. 4.18. Модель комбинированной АСР.

Сравним работу комбинированной с одноконтурной системой по каналу внешнего возмущения.

Рис. 4.18. Выход комбинированной и одноконтурной систем при отработке внешнего возмущения.

Таблица 4.2. Сравнение одноконтурной и комбинированной АСР температуры.

Из анализа рисунка 4.18 видно, что комбинированная система надежно отрабатывает внешние возмущения. Выброс и время регулирования в системе с компенсатором меньше, чем в системе без него.