Корректирующие устройства систем управления

При проектировании САУ применяют следующие способы коррекции динамических характеристик [2]:

1) последовательную коррекцию (корректирующее устройство включают последовательно с усилительно-преобразующим устройством и объектом управления);

2) параллельную коррекцию (корректирующее устройство включают параллельно усилительно-преобразующему устройству);

3) корректирующую обратную связь (корректирующее устройство включают встречно-параллельно, охватывая усилительно-преобразующее устройство системы в качестве элемента местной обратной связи);

4) комбинированную коррекцию.

Предположим, что структурная схема САУ задана и приведена к виду, показанному на рис. 3.2. Система состоит из: объекта или неизменяемой части, включающей последовательно соединенные элементы с передаточными функциями и последовательного корректирующего устройства (ПКУ) с передаточной функцией корректирующей обратной связи (КОС) с передаточной функцией охватывающей звено Передаточная функция САУ, разомкнутой в месте измерения ошибки, имеет вид

(3.1)

Рис. 3.2. Структурная схема САУ с последовательным корректирующим устройством и корректирующей обратной связью

Передаточные функции и заданы в виде аналитических выражений или соответствующих им частотных характеристик. Задача заключается в определении таких передаточных функций и корректирующего устройства и корректирующей обратной связи, чтобы система обладала необходимыми показателями качества.

Преимуществом ПКУ является то, что они могут быть реализованы в виде простых пассивных или активных RC -фильтров на серийных или специальных микросхемах. Перечислим недостатки ПКУ:

1) эффективность их действия существенно снижается вследствие непостоянства параметров и характеристик основных элементов системы (при применении ПКУ к характеристикам остальных элементов системы следует предъявлять повышенные требования);

2) дифференцирующие RС -фильтры чувствительны к помехам и шумам.

Теперь перечислим преимущества КОС:

1) КОС уменьшают зависимость динамических свойств САУ при изменении параметров и характеристик элементов, входящих в ее состав;

2) питание КОС обычно не вызывает затруднений, так как они включаются на выходе системы, где развивается значительная мощность;

3) системы с КОС менее подвержены влиянию помех, чем системы с ПКУ, так как элементы системы, включенные перед их входом, играют роль фильтров нижних частот.

Недостатки КОС заключаются в следующем:

1) высокая стоимость и громоздкость составляющих элементов (тахогенераторы, дифференцирующие трансформаторы и др.);

2) необходимость применения больших по значению коэффициентов усиления.

Отметим, что одни и те же технические требования к системе можно реализовать при помощи различных корректирующих устройств. Последние, выбирают такими, чтобы они были технически наиболее просто осуществимы.