Теоретическое введение. Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Государственная Морская Академия

Имени адмирала С.О.Макарова

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА НА КАЧЕСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ В САР

Выполнил: курсант Бачев Е.А.

Проверил: Малышев В.А

Цель работы. Ознакомление с одним из способов коррекции линейных автоматических систем, а также с практическим применением метода логарифмических частотных характеристик.

Теоретическое введение

Любая система автоматического регулирования САР должна отвечать техническим требованиям, к которым помимо энергетических требований, габаритов, ресурсов и т.д. относятся требования точности, быстродействия, запаса устойчивости.

Конструктивные требования, требования точности и быстродействия удовлетворяются путем разработки структуры и выбора соответствующих элементов основного контура. На этом этапе может также быть решен вопрос использования комбинированного принципа регулирования. Однако, как правило, полученная САР обладает малым запасом устойчивости, что обусловливает чрезмерную колебательность и большую длительность переходного процесса. Увеличение запаса устойчивости может быть достигнуто рациональным выбором параметров отдельных звеньев исходной структуры либо изменением структуры системы путем введения корректирующих устройств.

Допустим, что в результате предварительного анализа САР была обоснована целесообразность использования последовательного корректирующего устройства с передаточной функцией W_ку(p) и определено место его включения. Передаточная функция разомкнутой системы с учетом корректирующего устройства будет

,

где W_рез(p) – результирующая передаточная функция;

W_исх(p) – передаточная функция исходной системы.

Если здесь заменить p = j𝜔, то получим частотную передаточную функцию разомкнутой системы, представленную в виде произведения частотных характеристик исходной системы и корректирующего устройства

,

Тогда логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики разомкнутой САР получим

,

где

Используя связь между частотными характеристиками разомкнутой системы и временными характеристиками ее в замкнутом состоянии, по заданным прямым показателями качества можно сформулировать требования к логарифмическим амплитудным и фазовым частотным характеристикам.

Увеличить запас устойчивости можно введением апериодического звена с большой постоянной времени, представляющего собой фильтр низких частот и подавляющего высокочастотные помехи. Но при этом значительно уменьшается частота среза и, следовательно, ухудшается быстродействие системы, что является существенным недостатком данного способа коррекции.

Введением форсирующего звена может быть обеспечена устойчивость и необходимый запас устойчивости. Одновременно увеличивается и быстродействие. Однако существенно увеличивается и влияние высокочастотных помех.