2014-02-09
927
Под комбинированным управлением понимается такой способ построения автоматических систем, когда, наряду с регулированием по отклонению, используется регулирование по управляющему или возмущающему воздействиям.
Путём введения коррекций по внешнему воздействию удаётся теоретически (при определённых условиях) свести величину установившейся ошибки к нулю при любой форме внешнего воздействия. Это свойство называется инвариантностью системы по отношению к внешнему воздействию.
Внешние воздействия делятся на задающие, сигнал которых система должна воспроизводить, и возмущающие, действие которых надо нейтрализовать.
Структурная схема комбинированной САУ по задающему воздействию изображена на рис. 8.4.
Рис. 8.4.
Здесь, наряду с сигналом ошибки X(t), во внутреннюю цепь системы вводится ещё сигнал задающего воздействия g(t) через некоторую передаточную функцию 
.
При =0 передаточная функция замкнутой системы равна:
(8.1)
При 
0 имеем:
откуда
(8.2)
где 
− эквивалентная передаточная функция замкнутой системы (с учётом разомкнутого контура).
Сравнивая уравнения (8.1.) и (8.2.), можно заметить, что они имеют одно и то же характеристическое уравнение замкнутой системы.
,
а, следовательно, введение регулирования по задающему воздействию не влияет на устойчивость.
Передаточную функцию ошибки можно найти по уравнению (2.1):
Установившаяся ошибка будет равна нулю при любой форме задающего воздействия в том случае, если
Разложив это уравнение в степенной ряд, получим:
где 
− безразмерное число.
Таким образом, при введении регулирования по задающему воздействию (для получения полной инвариантности) необходимо вводить первую и высшие производные от задающего воздействия.
Практически, точно можно ввести только первую производную а остальные могут быть получены только приближённо. Поэтому, может быть получена не полная, а частичная инвариантность.
Так, например, введением первой производной от задающего воздействия в системе с астатизмом первого порядка можно получить скоростную ошибку, равную нулю, т.е. повысить порядок астатизма на единицу.
Аналогичный результат получался и при введении интегрирующих звеньев, но при этом уменьшался запас устойчивости и система может стать неустойчивой. Как было показано выше, при комбинированном управлении не влияет на устойчивость.
Вводя первую и вторую производную, можно повысить порядок астатизма на два и т.д.
Комбинированное управление может быть использовано также для снижения ошибки от возмущающего воздействия (рис. 8.5).
Рис. 8.5
Передаточная функция по возмущению будет иметь вид:
где 
− передаточная функция по возмущению в разомкнутой системе, W(P) – передаточная функция разомкнутой системы.
Условие полной инвариантности может быть получено, если положить 
Тогда
.
Как и в случае использования регулирования по задающему воздействию, получение полной инвариантности затруднено из-за необходимости вводить первую и более высокие производные от возмущения 
.
