Коррекция САУ

Первой проблемой, которая решалась теорией автоматического регулирования, былообеспечение устойчивостиавтоматических систем. Позднее центральной задачей стало достижение необходимого качества регулирования. Систематизация и обобщение накопленных знаний привели к созданию методов научного проектирования (синтеза) систем с заданными показателями точности регулирования и быстродействия.

Проблема обеспечения требуемых свойств линейных автоматических систем весьма сложна. В ней могут быть выделены, прежде всего, следующие частные задачи: обеспечение устойчивости(стабилизация); повышение запаса устойчивости (демпфирование); повышение точности регулирования в установившихся режимах (уменьшение или устранение статической ошибки); улучшение переходных процессов (увеличение быстродействия, максимальное уменьшение динамических ошибок).

Иногда несколько частных задач могут быть решены совместно, в других случаях они оказываются противоречивыми.

Когда устойчивость и необходимое качество не могут быть достигнуты простым изменением параметров системы (коэффициентов передачи, постоянных времени отдельных звеньев), тогда эта задача решается введением в систему дополнительных устройств, называемых корректирующими.

Корректирующие устройства (элементы) могут быть включены в структуру САР различными способами. Различают три основных варианта.

1) Последовательная коррекция. Корректирующее устройство включено в прямую цепь последовательно (рис.10.1).

Применение последовательных корректирующих устройств наиболее удобно в системах, у которых сигнал управления представляет собой напряжение постоянного тока. В этом случае корректирующее устройство выполняют в виде пассивных или активных электрических четырехполюсников. Метод последовательной коррекции благодаря своей простоте и легкости настройки системы автоматического управления наиболее распространен.

Х У

--

Рис. 10.1 Последовательная коррекция

2) Коррекция в виде обратной связи (параллельно-встречная коррекция).

В данном случае корректирующее устройство является обратной связью, чаще всего отрицательной, которая охватывает один из элементов прямой цепи (рис.10.2).

Обычно в достаточно широком и существенном для качества диапазоне частот справедливо неравенство:

(10.1)

Таким образом при удовлетворении неравенства (10.1) свойства участка цепи с параллельным корректирующим устройством определяются только лишь свойствами этого корректирующего элемента.

Указанное обстоятельство является большим достоинством параллельной коррекции. При удовлетворении неравенства (10.1) свойства участка W₁ прямой цепи, охваченного параллельным корректирующим устройством, и их изменения в процессе действия системы не оказывают влияния на свойства всей системы.

D1 -- D2

х У

-

Рис. 10.2 Параллельно – встречная коррекция.

3) Параллельная коррекция

Структурная схема САУ с параллельно включенным корректирующим устройством представлена на рис. 10.3. Включенное таким образом корректирующее устройство называют прямым параллельным.

Иногда прямое параллельное корректирующее устройство оказывается весьма удобным, так как при меньшей сложности обеспечивает нужное преобразование сигнала управления.

х D1 D2 у

--

Рис. 10.3

В настоящее время корректирующее устройство является основным способом повышения качества линейных непрерывных систем регулирования по отклонению. Иногда в системе одновременно используют два корректирующих устройства: последовательное и параллельно-встречное или параллельно-встречное и прямое параллельное. Таким образом, функции, которые должны выполнять корректирующее устройство, распределяются между двумя корректирующими устройствами. Они могут быть выполнены из более простых элементов.