Цена обратной связи

Присутствие обратной связи в автоматических системах регулирования дает выгоды, описанные выше. Однако, естественно, что эти выгоды могут быть получены за счет определенных экономических затрат.

Стоимость системы возрастает за счет увеличения числа элементов системы и за счет их сложности. Для организации обратной связи не­обходимо вводить дополнительные элементы, из которых чувствительный элемент является ключевым и часто оказывается одним из самых доро­гостоящих в системе. К тому же чувствительный элемент вносит шумы и является причиной ошибки системы, которая не может быть устранена.

За использование обратной связи приходится платить также и уменьшением коэффициента усиления. Так, например, в простейшей одноконтурной системе с передаточной функцией в разомкнутом состоянии W(р) при единичной обратной связи имеем Ф(р)=W(p)/(1+W(p)), т.е Ф(р) по сравнению с W(p) уменьшается на (1+W(p)). Поскольку система управления должна обладать значительным коэффициентом усиления по мощности для приведения в действие исполнительного механизма, изменяющего состояние регулирующего органа, в случае системы с обратной связью требуются дополнительные источники энергии.

Введение обратной связи может привести к неустойчивости системы, иначе говоря, к появлению нарастающей с течением времени ошибки регулирования за счет неправильно выбранных параметров системы.

Введение обратной связи усложняет задачу проектирования. Однако польза от ее применения в большинстве случаев существенно больше неудобств и дополнительных затрат.

Основными причинами для использования обратной связи, несмотря на стоимость и дополнительную сложность, являются следующие:

1. Уменьшение чувствительности АСР к изменениям параметров объекта регулирования.

2. Уменьшение влияния возмущений и шумов на систему, т.е. обратная связь позволяет системе адаптироваться к изменяющимся условиям окружения.

3. Уменьшение ошибки регулирования АСР в установившемся состоянии.

4. Возможность изменения динамических характеристик всей системы за счет изменения параметров лишь одного элемента системы - регулятора. (Важно! Чтобы изменить свойства системы, не нужно изменять параметры больших котлов стометровых бумагоделательных машин, достаточно изменить параметры маленького по размерам элемента системы – регулятора (контроллера).