Синтез последовательно корректирующих

Устройств на основе ЛЧХ.

Включение последовательной коррекции

Если корректирующее устройство включается последовательно к звеньям замкнутого контура, его можно поставить на четыре места.

Рисунок 7.9 – Включение последовательного корректирующего устройства

Достоинства и недостатки каждого включения.

Достоинства I включения: минимальный ток и напряжение; минимальная потребляемая мощность; минимальные габариты.

Недостатки II : силовое напряжение равное 220 В; большой ток и мощность; max габариты; уменьшается η привода.

Недостатки III: на входе корректирующего устройства механические величины (путь, скорость, момент), их требуется преобразовать в электрические, что неудобно.

Плюсы и минусы IY: напряжение и ток малы, но все-таки больше чем в I случае.

Как уже отмечалось ранее, последовательно корректирующие устройства включаются последовательно с неизменяемой частью САУ.

Обычно они включаются после элемента сравнения в цепь основного воздействия и служат для формирования сигнала управления, пропорциональна производной, или интегралу от сигнала ошибки. Передаточная функция системы в разомкнутом состояний с последовательным корректирующим устройством имеет вид:

(7.5)

;

Переходя к логарифмическому масштабу, получим.

(7.6)

Если задаться желаемым видом ЛЧХ системы в разомкнутом состоянии, то из выражения (7.6) можно найти ЛЧХ последовательно корректирующего устройства:

(7.7)

Иными словами задача синтеза последовательного корректирующего устройства методом ЛЧХ заключается в том, чтобы максимально приблизить ЛЧХ скорректированной системы к " желаемой".

Наиболее существенными являются вид ЛАЧХ в районе частоты среза .Выбор наклонов ЛАЧХ в высокочастотной и низкочастотной области определяется таким образом, чтобы получить корректирующее устройство наиболее простого вида.

Порядок синтеза последовательного корректирующего устройства.

1. Строится ЛЧХ нескорректированной САУ в разомкнутом состоянии.

2. Строится желаемая ЛАЧХ САУ.

3. Определяется ЛЧХ корректирующего устройства.

4. Подбираются электрические звенья, обеспечивающие наиболее приближенное к ЛЧХ корректирующее устройство.

Рассмотрим два способа построения различных видов корректирующих устройств. Неустойчивую систему можно скорректировать следующим образом:

1. Не меняя ω _С поднять ЛФЧХ, чтобы появился Δ φ ₁(рисунок 7.11).

2. Не меняя ЛФЧХ, уменьшить φ _С, чтобы получить Δ φ ₂.

Рассмотрим достоинства и недостатки каждого из них.

Достоинства первого способа.

1. Увеличивается ω _С, увеличивается быстродействие.

2. Координата L_Р до ω _С не уменьшается - реакция системы на возмущение не ухудшается.

Недостаток этого способа.

Трудно реализовать корректирующее устройство, имеющее корни с высоким φ .

Достоинство второго способа.

Легко реализуется, можно получить большой запас по амплитуде Δ L и по фазе Δ φ (практически любой).

Недостатки этого способа.

1. Уменьшается ω _С, следовательно увеличивается t_P.

2. Координата L_P уменьшается, следовательно реакция системы на возбуждение возрастает.

Виды последовательного корректирования.

Различают три вида последовательных корректирующих устройств.

Опережающая коррекция

Опережающей коррекцией называется коррекция, создающая положительный опережающий сдвиг по фазе синусоидального сигнала в определенном диапазоне частот ( ).

Простейшими звеньями, с помощью которых обеспечивается опережающая коррекция САУ, являются звенья с передаточными функциями

(7.8)

при k> 1, то есть реальные форсирующие звенья

Логарифмические амплитудно-фазовые характеристики такого звена можно изобразить имеют вид

Рисунок 7.12

Из ЛЧХ видно, что можно выделить три основных зоны.

1. - низкочастотная зона(нулевой эффект коррекции);

2. - среднечастотная зона (ω _С, φ _К увеличивается - положительный эффект коррекции);

3. - высокочастотная зона (ω _С увеличивается - отрицательный эффект коррекции).

Очевидно, что наибольший эффект коррекции от введения такого корректирующего звена может быть получен в том случае, если частота среза нескорректированной системы находится в среднечастотной зоне

влияния этого устройства, когда

При этом для того, чтобы обеспечить наибольшие значения опережающей фазы, следует коэффициент k следует выбирать из условий . Но φ увеличивается незначительно, а, следовательно, большой запас по фазе получить невозможно.

Важным достоинством опережающей коррекции является то, что введение корректирующего устройства не уменьшает ординат ЛАЧХ до , и следовательно, обеспечивается наибольшее ослабление влияния возмущения на регулируемую величину, как в том случае, когда они прикладываются до корректирующего устройства, так и в том случае, когда они прикладываются поле корректирующего устройства.

Дополнительно, допустим, без корректирующего устройства ЛЧХ САУ в разомкнутом состоянии имеет вид ( рисунок 7.14).

Ординаты ЛАЧХ скорректированной и нескорректированной системы до ω _С остались прежними. Но чем больше эти ординаты, тем ниже будет расположена ЛАЧХ САУ замкнутой САУ по отношению к различным возмущениям и, следовательно, тем в большей степени ослабляется влияние этих возмущений.

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 10 11 121314 15 Следующая ⇒