Влияние обратных связей на динамические свойства объекта

СИНТЕЗ ЛИНЕЙНЫХ НЕПРЕРЫВНЫХ САУ

Особенности синтеза САУ

Под синтезом САУ понимают нахождение ее структуры и параметров, обеспечивающих заданное качество управления при известных входных воздействиях.

Понятие качества САУ, как уже отмечалось, связано с прямыми или косвенными количественными оценками качества функционирования системы во временной или частотной области (временем регулирования, перерегулированием, полосой пропускания, запасами устойчивости по амплитуде и фазе, интегральными квадратичными критериями качества и др.).

На практике задачу синтеза начинают с того, что задают структуру и параметры неизменяемой части САУ. К неизменяемой части САУ относят объект управления, включающий все технические средства, преобразующие управляющее воздействие в выходную координату (силовые преобразователи энергии, приводы, передаточные механизмы, управляющие органы и др.), а также датчики измеряемых координат, устройства преобразования и передачи информации от объекта к устройству управления.

На предварительном этапе синтеза выбирают элементы объекта управления из числа типовых (серийно выпускаемых) изделий, основываясь на основных условиях его функционирования (временных диаграммах, средних или предельных значениях мощности, момента, скорости, ускорения и т. п.).

Далее составляется математическая модель объекта управления в той или иной форме, причем учитываются лишь его доминирующие свойства. Если порядок линейного (линеаризованного) объекта управления превышает трех-пяти, его целесообразно разбить на ряд подобъектов или описать упрощенной моделью. При этом используют известные методы декомпозиции сложных объектов, разделения движения объекта на медленные и быстрые движения, методы подобия, эквивалентирования и т. п. Следует отметить, что большинство технических объектов хорошо изучено и их математические модели с разной степенью детализации приведены в научно-технической литературе [1, 3, 4, 6, 10, 17, 18, 24].

После определения неизменяемой части объекта управления переходят к синтезу структуры и параметров устройства управления. При этом используют несколько подходов:

· изменение параметров системы;

· охват объекта управления обратными связями;

· синтез корректирующих устройств (уникальных);

· применение типовых регуляторов 1-го рода или «вход-выход»;

· расчет регуляторов 2-го рода или регуляторов состояния;

· синтез оптимальных САУ.

Влияние обратных связей на динамические свойства объекта

Существуют так называемые обратные связи (ОС) и соответствующие им передаточные функции (W_OC).В зависимости от того, чему равна передаточная функция обратной связи, различают: жесткие и гибкие обратные связи. Если W_OC=k_ОС - коэффициент усиления, то такая связь называется жесткой ОС. Сигнал данной обратной связи существует и в статике, и в динамике. Если W_OC=k_ОС×Р(К_ОС/Р), то такая связь называется гибкой ОС. Сигнал данной обратной связи существует только в динамике.

Рассмотрим случай, когда в качестве объекта апериодическое и колебательные звенья

.