2014-02-09
443
Синтез корректирующих устройств при помощи
УДК 681.5(075)
ББК 32.965А73
Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета.
© В.А. Юдин, 2005
© Омский государственный
технический университет, 2005
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение..................................................................................................... 4
1. Составление уравнений для переходного режима........................ 8
1.1. Преобразование Лапласа и понятие о передаточной функции......... 8
1.2. Составление уравнений пассивных корректирующих устройств.... 10
1.3. Составление уравнений активных корректирующих устройств...... 12
1.4. Линеаризация уравнений................................................................... 14
1.5. Пример составления уравнений для переходного режима.............. 15
2. Преобразование структурных схем................................................ 20
2.1. Связь между различными передаточными функциями................... 22
3. Частотные характеристики............................................................. 23
3.1. Логарифмические частотные характеристики.................................. 24
|
|
|
3.2. Частотные характеристики типовых звеньев САУ............................ 25
4. Устойчивость линейных систем...................................................... 28
4.1. Необходимое и достаточное условие устойчивости......................... 28
4.2. Критерий устойчивости Гурвица....................................................... 30
4.3. Критерий устойчивости Михайлова.................................................. 31
4.4. Частотный критерий устойчивости Найквиста.................................. 33
4.5. Определение устойчивости по логарифмическим частотным
характеристикам................................................................................. 34
5. Оценки качества переходного процесса....................................... 38
5.1. Понятие о качестве переходного процесса....................................... 38
5.2. Частотные оценки качества............................................................... 39
5.3. Интегральные оценки качества.......................................................... 41
6. Точность САУ в типовых режимах................................................ 42
6.1. Неподвижное состояние..................................................................... 42
6.2. Движение с постоянной скоростью.................................................... 44
6.3. Коэффициенты ошибок...................................................................... 45
7. Чувствительность систем управления........................................... 46
8. Повышение точности систем автоматического управления....... 48
8.1. Общие методы.................................................................................... 48
8.2. Повышение порядка астатизма.......................................................... 49
8.3. Регулирование по производным от ошибок..................................... 51
8.4. Комбинированное управление........................................................... 52
9. Коррекция систем управления........................................................ 53
9.1. Последовательные корректирующие устройства............................. 54
|
|
|
9.2. Параллельные корректирующие устройства.................................... 56
9.3. Обратные связи................................................................................... 57
логарифмических частотных характеристик.................................... 60
Библиографический список.......................................................... 62
Теория автоматического управления и регулирования – это наука, которая изучает процессы управления, методы их исследования и основы проектирования автоматических систем, работающих по замкнутому циклу, в любой области техники.
Основной задачей управления машинами является сохранение устойчивости их движения и поддержание заданного им режима работы. Решение этой задачи было автоматизировано с изобретением автоматических регуляторов.
Действие этих регуляторов основано на следующем принципе: появление вредного эффекта (отклонение регулируемой величины от заданного значения) обнаруживается, измеряется и приводит в действие исполнительные органы, устраняющие этот эффект. Этот принцип называется принципом отклонения или принципом обратной связи, и он получил широкое распространение в технике.
Принцип отклонения поясним на примере автоматической системы, показанной на рис.1, где приведена упрощенная принципиальная схема замкнутой автоматической системы, предназначенной для поддержания угловой скорости двигателя постоянного тока на заданном уровне.
Рис. 1
ЭУ – электронный усилитель;
Д – двигатель постоянного тока;
ТГ – тахогенератор;
ОВД – обмотка возбуждения двигателя;
ОВТГ – обмотка возбуждения тахогенератора;
U1 – напряжение тахогенератора;
U0 – напряжение задания угловой скорости;
– угловая скорость двигателя;
Мс – момент сопротивления на валу двигателя;
I – ток двигателя;
Ug – напряжение, прикладываемое к двигателю;
∆U – сигнал ошибки (рассогласования);
ПР – переменный резистор.
Механическая характеристика двигателя имеет вид (рис. 2)
Рис. 2.
С увеличением момента сопротивления 
угловая скорость двигателя уменьшается. Данная система предназначена для стабилизации заданного значения угловой скорости при изменении .
Тахогенератор – это электрическая машина, напряжение которой пропорционально угловой скорости, т.е. это преобразователь угловой скорости 
в электрический сигнал 
.
С помощью напряжения 
устанавливается заданная скорость вращения двигателя и напряжение 
, а т.к. напряжения и включены встречно, то сигнал ошибки 
. При увеличении момента на валу двигателя , угловая скорость уменьшается, что приводит к уменьшению и возрастанию сигнала ошибки 
, которая усиливается усилителем ЭУ и прикладывается к двигателю. Скорость вращения двигателя увеличивается до тех пор, пока , и таким образом устанавливается примерно прежнее значение угловой скорости.
Такой способ регулирования называется регулированием по принципу отклонения регулируемой величины от заданного значения. За счет отрицательной обратной связи формируется сигнал ошибки 
, который используется для ликвидации этой ошибки. Большая часть автоматических систем работает по этому принципу.
