Корректирующие звенья непрерывных систем: назначения способы включения, взаимозаменяемость

Назначение корректирующих звеньев – придание системе необхо-димых динамических свойств (повышение точности регулирования, по-вышение запаса устойчивости, повышение быстродействия и т. п.).

В РАС в качестве корректирующих звеньев используются пассивные и активные электрические цепи.

Корректирующие устройства подразделяются следующим образом:

‒ линейные и нелинейные,

‒ пассивные и активные,

‒ с коррекцией по постоянному и переменному напряжениям.

По виду включения в РАС корректирующие устройства делят на следующие:

‒ последовательные,

‒ параллельные,

‒ с местной обратной связью,

‒ с комбинированным управлением.

Последовательное включение корректирующего звена КК (рис. 7.2).

Обычно так включают корректирующие звенья интегрирующего типа. Введение интегрирующего звена в данном случае повышает точность.

Параллельное включение корректирующего звена (рис. 7.3).

Обычно при таком включении используют дифференцирующие зве-нья. Как известно, такие звенья вызывают подъем высоких частот. При-менение подобных звеньев позволяет повысить запас устойчивости в об-ласти ОВЧ.

Включение корректирующего звена с местной обратной связью по-казано на рис. 7.4, а на рис. 7.5 – включение звена с комбинированным управлением.

Различают такие виды местной обратной связи:

‒ жесткая обратная связь: КК = kос;

‒ инерционная жесткая обратная связь: ;

‒ гибкая обратная связь: КК = kосp;

‒ инерционная гибкая обратная связь:

.

Рассмотрим влияние жесткой обратной связи (КК = kос) на инер-ционное (W(p) = k0/(1 + pT0)) и интегрирующее (W(p) = k0/p) звенья [4].

K(p) = k0/(1 + k0kос + pT0), kэкв = k0/(1 + k0kос), Tэкв = T0/(1 + k0kос). (7.6)

Таким образом, охват инерционного звена жесткой обратной связью не изменяет его характера (K(p) = kэкв/(1 + pTэкв)), но при этом коэффициент усиления и постоянная времени звена уменьшаются в (1 + k0kос) раз.

При охвате интегрирующего звена жесткой обратной связью изме-няется тип звена: получается инерционное звено с ПФ

K(p) = kэкв/(1 + pTэкв).

K(p) = k0/(k0kос + p) = , kэкв = 1/kос, Tэкв = 1/(k0kос). (7.7)

Гибкая обратная связь содержит дифференцирующие звенья и дей-ствует только в переходном режиме. В результате точность РАС в установившемся режиме не изменяется [4].

Рассмотрим влияние гибкой инерционной обратной связи

( ) на безынерционное (W(p) = k0) и интегрирующее (W(p) = k0 /p) звенья.

Для безынерционного звена получаем

, (7.8)

что эквивалентно включению в РАС последовательного звена с отста-ванием по фазе.

Для интегрирующего звена (W(p) = k0/p) получаем

, (7.9)

где kэкв = k0/(1 + k0Тос), Тэкв= Тос/(1 + k0Тос), что эквивалентно включению в РАС последовательного звена с опережением по фазе [4].

Звенья с комбинированным управлением (рис. 7.5) могут придать РАС особые свойства. Например, при РАС становится невосприимчивой к ошибке. В результате можно повысить точность РАС без ухудшения устойчивости.