Стабилизация изменением параметров усилителя и звена ОСН

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

В принципе теперь уже можно переходить к коррекции замкнутой САР, поскольку формально устойчивость разомкнутого контура обеспечена с запасом в 6 дБ. Однако, запас этот сравнительно мал, как и мало усиление всего разомкнутого контура, составляющего величину 1.8, это видно по установившемуся значению переходной функции контура рис. 4.5. Поэтому, во избежание возможных трудностей, которые могут возникнуть при окончательной коррекции САР, изменим и параметры звена ОСН. Методом проб и ошибок будем изменять постоянную времени инерционно-дифференцирующего звена ОСН и усиление усилителя.

Цель состоит в том, чтобы привести разомкнутый контур на границу устойчивости при значительно большем, чем 8, значении усиления усилителя, достигнутого в схеме рис. 4.4. VisSim при этом выполняет большую вычислительную работу, но исследователю изменять параметры и запускать на счет программу очень легко.

Примечание. При уменьшении постоянных времени, прежде всего имеющих самые малые значения, следует помнить о том, чтобы шаг интегрирования был примерно на порядок меньше наименьшей постоянной времени элементов системы. Таким образом, при необходимости шаг следует уменьшать: Simulate - Simulation Properties - Step Size. Время переходного процесса при этом лучше взять равным 10 секунд.

Рис. 4.6. Изменение шага интегрирования и времени переходного процесса

Изменение параметров усилителя и звена ОСН производится в диалоговых окнах, которые вызываются двойными щелчками по соответствующим блокам.

Методика изменения параметров усилителя и звена ОСН:

1. Уменьшить постоянную времени звена ОСН в 10 раз.

2. Постепенно увеличивая коэффициент усиления усилителя, добиться вывода системы на границу устойчивости, т.е. переходный процесс должен иметь колебательный характер, причем амплитуда колебаний должна нарастать с маленькой скоростью.

В результате подбора параметров остановимся на схеме контура рис. 4.7.

Рис. 4.7. Медленное увеличение размаха колебаний переходной функции говорит о том, что разомкнутый контур находится вблизи границы устойчивости. Уменьшение постоянной времени ОСН до 0.005 сек позволило довести значение коэффициента усиления усилителя в критическом, граничном режиме САР до величины 139

Сохранить диаграмму под названием САР_разомкнутая_2коррекция.vsm.

Как видно на рис. 4.7, после второй коррекции, состоявшей в уменьшении в 10 раз постоянной времени звена ОСН, значение коэффициента усиления усилителя, при котором разомкнутый контур находится вблизи границы устойчивости, повысилось с 8 до 139.

Остается обеспечить запас устойчивости по амплитуде контура местной обратной связи путем уменьшения коэффициента усиления усилителя в 10 раз, при этом будет обеспечиваться запас устойчивости в 20 дБ (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Окончательно стабилизированный разомкнутый контур САР ЧВ ДПТ

Усиление усилителя уменьшено по сравнению с его значением в критическом режиме в 10 раз, со 139 до 13.9, т.е. на 20 дБ – это и есть запас устойчивости по амплитуде контура местной обратной связи. Результирующее усиление разомкнутого контура всей САР составляет примерно 6.5 единиц (т.е. 20lg6.5=16.3 дБ), что видно из установившегося значения переходной функции. Подобный рисунок следует привести в пояснительной записке.

Итак, разомкнутая САР ЧВ ДПТ стабилизирована. Поэтому устойчивость замкнутой САР можно анализировать с помощью критерия Найквиста.

Сохранить диаграмму стабилизированной в разомкнутом состоянии САР под названием Разомкнутая стабилизированная САР.vsm.

Поинтересуемся, окажется ли устойчивой замкнутая САР, разомкнутый контур которой только что стабилизирован. Для этого замкнем обратную связь и проверим, как поведет себя переходная характеристика САР:

Рис. 4.9. САР после стабилизации разомкнутого контура. Система устойчива, но колебательность переходной характеристики чрезмерна. Замкнутая САР требует коррекции

Как видно на рис. 4.9, установившееся значение переходной функции составляет примерно 44 об/сек, что на 16 % меньше точного значения, равного

1/Wтг(p)|_p=0 = 1/0.02 = 50 об/сек.

Т.о. точность полученной системы и в установившемся режиме неудовлетворительна.

Сохранить диаграмму под названием САР_замкнутая_1коррекция.vsm.

Предварительная коррекция замкнутой САР ДПТ

Вернемся к разомкнутой САР рис. 4.8. Частотные характеристики строятся именно для разомкнутого контура, а по ним можно судить об устойчивости замкнутой САР, пользуясь критерием устойчивости Найквиста.

Предварительная коррекция замкнутой САР осуществляется посредством изменения и оптимизации значения коэффициента усиления разомкнутого контура. Технически этот коэффициент можно менять, установив в схеме рис. 4.8 П-регулятор (усилитель - gain) между сумматорами и меняя его усиление, а контролировать его значение - по установившемуся значению переходной функции.

Изменение коэффициента усиления контура управления приводит к вертикальным смещениям ЛАЧХ и не влияет на ЛФЧХ.

⇐ Предыдущая 1 2 345 Следующая ⇒