Последовательные корректирующие устройства

Коррекция систем управления

Коррекция систем управления применяется не только для повышения точности САУ, но и для улучшения динамических качеств системы, т.е. для обеспечения желаемого качества переходного процесса.

На первом этапе исследования САУ необходимо рационально выбрать параметры системы, чтобы обеспечить заданную точность и приемлемый характер переходного процесса, если параметры системы допускают вариации.

Если за счёт изменения параметров системы не удаётся добиться желаемого качества функционирования системы, то приходится идти на изменение структуры САУ и вводить корректирующие элементы. При этом надо добиваться простоты корректирующих устройств.

Различают последовательные корректирующие устройства, параллельные корректирующие устройства и устройства местной обратной связи.

Динамические свойства линейных систем можно сделать независимыми от типа корректирующего устройства, т.е. при присоединении к системе одного или другого типа корректирующего устройства обеспечивается полное динамическое подобие системы.

Использование того или иного типа корректирующего устройства определяется удобством технической реализации, стоимостью, надёжностью, габаритами и т.д.

Наиболее просто такие устройства могут быть составлены из электрических R-, C- и L- элементов.

Рассмотрим пассивное дифференцирующее звено (рис. 9.1.)

Рис. 9.1

Передаточная функция звена равна:

где

Звено вводит производную в закон управления, что, как известно, повышает запас устойчивости и быстродействие, но при этом происходит ослабление входного сигнала. Если восстановить прежний коэффициент усиления введением дополнительного усиления , то передаточная функция звена, совместно с дополнительным усилением, будет иметь вид:

Важным свойством пассивного дифференцирующего звена является то, что можно уменьшить постоянную времени звена с большой постоянной времени.

Структурная схема в этом случае примет вид (рис. 9.2).

Рис. 9.2

При последовательном соединении звеньев имеем:

При выполнении условия , получим:

За счет изменения можно существенно уменьшить постоянную времени .

Рассмотрим пассивное интегро-дифференцирующее звено (рис. 9.3).

Рис. 9.3

Передаточная функция цепи равна:

[1].

Амплитудная частотная характеристика имеет вид (рис. 9.4):

Рис. 9.4

При и .

Подавление входного сигнала происходит в области средних частот.

При таком способе коррекции сохраняется полоса пропускания частот и быстродействие системы.

Другие типы последовательных корректирующих устройств даны в [1], [2].