ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 117
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
устройства
различного
типа
оказывают
различное
влияние
на
содержащиеся
в
автоматической
системе
нелинейности.
основной
цепи.
Как
уже
отмечалось,
обратные
связи
могут
быть
положительными
и
отрицательными.
Кроме
того,
обратные
связи
бывают
жесткими
и
гибкими.
41
Рисунок
1.
16
–
Внедрение
обратной
связи
Рассмотрим
передаточную
функцию,
записанную
для
случая
отрицательной
обратной
связи.
W
(
p)
=
W1(
p)
1+
W1(
p)
W
ОС
(
p)
Из
этого
выражения
найдем
передаточную
функцию
для
установившегося
режима.
Здесь
может
быть
два
случая.
Если
выполняется
условие
WОС
(
p)
=
0,
что
будет
при
использовании
в
цепи
обратной
связи
дифференцирующих
элементов.
Такая
обратная
связь
называется
гибкой.
Нетрудно
видеть,
что
гибкая
обратная
связь
действует
только
в
переходных
режимах,
а
в
установившемся
режиме
она
как
бы
отключается.
Если
выполняется
условие
WОС
(
p)
>
0,
то
обратная
связь
действует
не
только
в
переходном,
но
и
в
установившемся
режиме.
В
этом
случае
обратная
связь
называется
жесткой.
Заметим,
что
понятие
гибкой
или
жесткой
обратной
связи
связано
с
той
величиной,
которая
принимается
в
качестве
выходной
в
исходном
звене.
Так,
например,
обратная
связь
может
быть
гибкой
по
отношению
к
углу
поворота
вала
двигателя
и
жесткой
по
отношению
к
скорости
его
вращения,
которая
является
первой
производной
от
угла
поворота.
42
В
динамическом
отношении
отрицательные
обратные
связи
могут
оказывать
самое
различное
действие.
Однако,
подобно
тому
как
это
было
сделано
для
последовательных
корректирующих
устройств,
можно
наметить
три
основных
вида
отрицательных
обратных
связей:
-
обратные
связи,
подавляющие
высокие
частоты
(
аналоги
пассивного
последовательного
интегрирующего
звена)
;
-
обратные
связи,
подавляющие
низкие
частоты
(
аналоги
пассивного
последовательного
дифференцирующего
звена)
;
-
обратные
связи,
подавляющие
средние
частоты
(
аналоги
пассивного
последовательного
интегро-
дифференцирующего
звена)
.
Особенно
важно
иметь
возможность
перехода
от
последовательного
корректирующего
звена
к
эквивалентной
обратной
связи.
Это
определяется
тем,
что
расчетным
путем
наиболее
просто
определить
параметры
последовательного
корректирующего
звена,
а
с
точки
зрения
технического
осуществления
наиболее
удобны
обратные
связи.
Положительные
обратные
связи
находят
значительно
меньшее
распространение
в
качестве
корректирующих
средств
по
сравнению
с
отрицательными.
Встречается
применение
положительных
обратных
связей
в
качестве
так
называемых
корректоров
ошибки.
Положительные
обратные
связи
находят
также
применение
в
магнитных
усилителях
с
целью
уменьшения
постоянных
времени
последних
при
сохранении
коэффициента
усиления
по
мощности.
При
помощи
жесткой
положительной
обратной
связи
можно
в
одинаковое
число
раз
увеличить
коэффициент
усиления
по
напряжению
и
постоянную
времени
усилителя.
При
заданном
значении
коэффициента
усиления
по
мощности
усилитель
с
положительной
обратной
связью
будет
иметь
меньшее
значение
результирующей
постоянной
времени.
Если
обратная
связь
охватывает
участок
канала
автоматического
регулирования,
содержащий
какую-
либо
нелинейность,
например
силы
трения,
43
люфт,
зону
нечувствительности
и
т.
п.
,
то
влияние
этой
нелинейности
на
протекание
процессов
в
автоматической
системе
меняется
существенным
образом.
Отрицательные
обратные
связи
имеют
свойство
уменьшать
влияние
нелинейностей
тех
участков
цепи
автоматического
регулирования,
которые
ими
охватываются.
Так
как
практически
все
автоматические
системы
содержат
те
или
иные
нелинейности,
ухудшающие
качество
автоматического
регулирования,
то
использование
корректирующих
устройств
в
виде
отрицательных
обратных
связей,
как
правило,
дает
возможность
добиться
лучших
результатов
по
сравнению
с
другими
типами
корректирующих
устройств.
Аналогичным
образом
отрицательные
обратные
связи
дают
значительно
лучший
эффект
в
тех
случаях,
когда
вследствие
воздействий
внешних
факторов
(
время,
температура
и
т.
п.
)
меняется
коэффициент
усиления
какой-
либо
части
цепи
автоматического
регулирования,
охватываемой
отрицательной
обратной
связью.
Производная
в
закон
автоматического
регулирования
может
быть
введена
различными
способами.
Например,
к
исследуемой
автоматической
системе
подключается
дифференцирующее
устройство.
Управляющее
воздействие
на
объект
регулирования
оказывается
пропорциональным
не
только
заданной
величине,
но
и
производной
регулируемой
величины.
Рисунок
1.
17
–
Пример
САУ
с
обратной
связью
и
корректирующим
устройством
44
Наличие
производной
в
законе
автоматического
регулирования
тормозит
действие
автоматического
регулятора
на
участке
уменьшения
отклонения
регулируемой
величины.
Таким
образом,
если
в
закон
автоматического
регулирования
введена
производная,
то
автоматический
регулятор
реагирует
не
только
на
то,
какое
значение
имеет
отклонение
регулируемой
величины
в
данный
момент
времени,
но
также
на
то,
будет
ли
отклонение
в
последующие
моменты
времени
убывать
или
возрастать
и
с
какой
скоростью.
Учитывая
это,
говорят,
что
автоматический
регулятор
работает
как
бы
с
опережением,
улучшая
качество
процесса
автоматического
регулирования
за
счет
учета
тенденции
последующего
развития
процесса.
Следует
отметить,
что
при
возмущающих
воздействиях
в
виде
внезапных
толчков,
когда
сразу
появляется
конечная
скорость
отклонения,
автоматический
регулятор,
имеющий
производную
в
законе
автоматического
регулирования,
реагирует
сразу
по
возникшей
величине
производной,
даже
до
появления
отклонения
регулируемой
величины.
Это
предотвращает
большие
забросы
регулируемой
величины,
которые
могли
бы
быть
при
отсутствии
производной
в
закон
автоматического
регулирования.
Необходимое
изменение
динамических
свойств
автоматической
системы
может
быть
осуществлено
как
включением
последовательных
корректирующих
устройств,
так
и
охватом
некоторых
звеньев
системы
местной
обратной
связью
(
с
помощью
параллельных
корректирующих
устройств)
.
Во
многих
случаях
последовательные
корректирующие
устройства
могут
быть
осуществлены
в
виде
простых
пассивных
RС
контуров
и
реализованы
на
операционных
усилителях
или
цифровых
элементах.
В
простоте
последовательных
корректирующих
устройств
состоит
их
достоинство.
Недостатком
последовательной
коррекции
является
то,
что
эффект
коррекции
уменьшается
в
процессе
эксплуатации
при
изменении
параметров
(
коэффициента
усиления,
постоянных
времени)
последовательно
соединенных
элементов
системы.
45
Поэтому
при
последовательной
коррекции
к
стабильности
элементов
предъявляются
обычно
повышенные
требования.
Коррекция
с
помощью
обратных
связей
имеет
следующие
достоинства:
1)
уменьшается
зависимость
показателей
качества
автоматической
системы
от
изменения
параметров
ее
элементов,
поскольку
в
существенном
диапазоне
частот
передаточная
функция
участка
автоматической
системы,
охваченного
обратной
связью,
определяется
обратной
величиной
передаточной
функции
параллельного
корректирующего
устройства.
Поэтому
требования
к
элементам
автоматической
системы
могут
быть
менее
жесткими,
чем
при
последовательной
коррекции;
2)
нелинейные
характеристики
элементов,
охваченных
обратной
связью,
«линеаризуются»,
так
как
передаточные
свойства
охваченного
участка
системы
определяются
параметрами
контура
в
цепи
обратной
связи;
3)
питание
параллельного
корректирующего
устройства
даже
в
том
случае,
когда
оно
требует
большой
мощности,
не
вызывает
затруднений,
так
как
обратные
связи
обычно
начинаются
от
оконечных
звеньев
автоматической
системы
с
мощным
выходом;
4)
параллельное
корректирующее
устройство
работает
при
меньшем
уровне
помех,
чем
последовательное,
так
как
сигнал,
поступающий
на
нeгo,
проходит
через
всю
систему,
являющуюся
хорошим
фильтром
нижних
частот.
Благодаря
этому
эффективность
действия
параллельного
корректирующего
устройства
при
наложении
помех
на
сигнал
ошибки
снижается
в
меньшей
степени,
чем
последовательного.
Коррекции
с
помощью
обратной
связи
присущи
и
недостатки:
1)
параллельные
корректирующие
устройства
часто
представляют
собой
дорогие
или
громоздкие
элементы
(
например,