Расчет комбинированной системы автоматического управления

Комбинированные системы регулирования применяют при автоматизации объектов, подверженных действию существенных контролируемых возмущений.

Существует два способа построения комбинированных АСР (рис. 7а, б)

а)

б)

Рис. 7. Структурная схема комбинированной АСР

а - при подключении выхода компенсатора на вход объекта;

б - при подключении компенсатора на вход регулятора.

Обе схемы регулирования обладают общими особенностями: наличием двух каналов воздействия на выходную координату объекта и использованием двух контуров регулирования - замкнутого (через регулятор) и разомкнутого (через компенсатор). Отличие состоит лишь в том, что во втором случае корректирующий импульс от компенсатора поступает не на вход объекта, а на вход регулятора.

Основой расчета подобных систем является принцип инвариантности: отклонение выходной координаты системы от заданного значения должно быть тождественно равным нулю при любых задающих или возмущающих воздействиях.

Выведем условие инвариантности для комбинированной АСР. Для случая, когда сигнал от компенсатора подается на вход объекта (рис. 5а), структурная схема комбинированной АСР преобразуется к последовательному соединению разомкнутой системы и замкнутого контура (рис. 6а), передаточные функции которых соответственно равны:

,

.

При этом условие инвариантности записывается в виде:

.

Если при этом и , должно выполняться условие:

,

откуда

. (1)

Аналогично выводится передаточная функция динамического компенсатора для случая, когда сигнал от компенсатора подается на вход регулятора (рис. 8б):

. (2)

Одной из основных проблем, возникающих при построении комбинированных систем регулирования, является реализуемость компенсатора.

а)

б)

Рис. 8. Преобразованная структурная схема комбинированной АСР

а - при подключении выхода компенсатора на вход объекта.

б - при подключении выхода компенсатора на вход регулятора;

«Идеальный» компенсатор физически нереализуем в двух случаях.

1. Если время чистого запаздывания по каналу регулирования больше, чем по каналу возмущения: .

В этом случае идеальный компенсатор должен содержать звено упреждения.

. Если в передаточной функции компенсатора степень полинома в числителе больше, чем степень полинома в знаменателе. В этом случае компенсатор должен содержать идеальные дифференцирующие звенья.

Другие стьтьи в тему

Разработка и обеспечение надежности систем автоматического управления
К современной радиоэлектронной аппаратуре предъявляются многогранные технические требования. Поэтому для реализации сложных систем автоматического управления (САУ) необходимо применять десятки и сотни тысяч различных элементов. Сложность аппаратуры отрицательно сказывается на её надёж ...

Разработка шлирен–проектора для контроля объективов
Оптический контроль основан на анализе взаимодействия оптического излучения с объектами контроля. В качестве объектов контроля могут служить материалы и изделия, технологические процессы и параметры окружающей среды. Для получения измерительной информации об объекте контроля использ ...