Файл: Крачино, В. В. Электрорадиоавтоматика на морском транспорте учеб. пособие.pdf

При разомкнутых обратных связях в структурных схемах (см. рис. 68 и 67) условием адэкватности будет следующее равенство:

Приравняв правые части уравнений (280) и (277) и приняв во внима­ ние равенство (281), получим путем несложных выкладок следующие соотношения для передаточных функций корректирующих устройств при параллельной и последовательной коррекции двух идентичных САУ

_______ 1_______

І^нпс (Р)

^кпр(Р)

1 -^ к п с (Р)

^ОХ (Р) Riffle (Р)

Уравнения (282) подтверждают положение о принципиальной ос­ нове метода параллельной коррекции САУ. Однако следует иметь в ви­

ментов в главном контуре (цепи) регулирования на динамические

В диапазоне частот, когда в знаменателе этого выражения модуль

І^ох(/со)^кпр(/со |» 1 ,

ККП для скорректированной САУ будет справедливо приближенное соотношение

Из рассмотрения полученного выражения нетрудно придти к выводу, что частотные характеристики скорректированной САУ практически не зависят от одноименных характеристик основных функциональных элементов (звеньев), охваченных устройством параллельной кор­ рекции.

Взависимости от вида передаточной функции корректирующие звенья, применяемые для параллельной коррекции, могут быть отне­ сены к следующим типам обратных связей (ст. табл. 1): безынерцион­ ной жесткой ОС (ЖОС); инерционной жесткой ОС; дифференцирую­ щей или идеальной гибкой ОС; интегрирующей идеальной ОС (аста­ тическая коррекция); инерционной гибкой (она же интегрофорсирующая или изодромная) ОС.

Определить параметры корректирующего параллельного устрой­ ства (звена) с желаемой ЛАХ оказывается более сложным процессом, чем это было в случае последовательной коррекции.

Построение ЛАХ в данном случае производится на основе уравне­ ния (283) приближенно для двух диапазонов частот:

1.При | ^ о Х (/®)^кпр(/С0)|«1.

Вэтом случае уравнение (283) принимает согласно уравнению

(281)вид:

Й7СК (/со) « Й7Н( M W 0X (/со) = (/со).

Отсюда следует, что уравнения ЛАХ и ЛФХ для скорректированной системы будут:

т. е. желаемая ЛАХ в диапазоне низких частот определяется через

В данном случае то же уравнение (283) с учетом (281) и (284) мо­ жет быть представлено в виде:

Соответственно уравнения ЛАХ и ЛФХ для той же системы в данном диапазоне могут быть согласно (85) и (87) написаны в форме выра­ жений:

Следовательно, ЛАХ искомого корректирующего устройства в диа­

156

или при со= (Осп р -

Следовательно, (оспр определяется из уравнения (290). Практически эту частоту удобно определять графическим путем в точке пересечения суммарной (результирующей) характеристики В ох (со) + ß Knp (со) с осью 036. Таким образом, при параллельной методике коррекции САУ желаемую ЛАХ скорректированной системы следует рассматри­ вать состоящей из сопряженных характеристик для низких и высоких частот.

Применительно к рассматриваемой методике параллельной кор­

вцепь специальной корректирующей ОС.

6.По виду ЛАХ параллельного корректирующего устройства

Вкпр (ш) выбирают его электрическую схему и расчетным путем опре­ деляют параметры.

В сопоставлении с методом последовательной коррекции выявляются следующие основные технические преимущества и недостатки обоих рассмотренных видов коррекции в САУ.

Достоинства параллельной методики коррекции

Независимость динамических свойств скорректированной САУ от возможных изменений параметров функциональных элементов, охваченных параллельным корректирующим устройством. Как мож­ но заключить из рассмотрения формулы (284), в существенном диапа-

157

зоне частот динамические свойства такой САУ определяются главным образом параметрами корректирующего устройства в цепи местной ОС и лишь частично параметрами элементов в неохваченном этой связью участке основной цепи управления.

Меньшая зависимость от воздействий мешающих электрических полей, так как управляющее воздействие, поступающее на вход парал­ лельного корректирующего устройства, предварительно подвергается некоторой фильтрации — по крайней мере в диапазоне низких частот — при прохождении через функциональные элементы основной цепи управления системы.

Применение параллельных корректирующих устройств позволяет обходиться без включения в корректируемую САУ дополнительного усилителя за счет того, что они чаще всего подключаются к выходу системы, где мощность выходного воздействия значительна.

Недостатки параллельной методики коррекции

Возможное понижение общей устойчивости САУ вследствие недоста­ точно высокой стабильности параллельного корректирующего устройства.

Трудность предотвращения шунтирования входа усилителя в основной цепи управления при суммировании сигнала корректирую­ щей цепи ОС и управляющего воздействия (ошибки).

Большая стоимость из-за сложности и нередко громоздкости парал­ лельных корректирующих устройств.

Достоинства последовательной методики коррекции

В ряде случаев последовательные корректирующие устройства могут быть реализованы в виде относительно простых пассивных 7?С-контуров (см. табл. 5, пп. 1, 2).

Простая схема включения корректирующих устройств в цепь уп­ равления.

Недостатки последовательной методики коррекции

Меньшая помехоустойчивость к воздействиям мешающих элект­ рических полей.

Понижение эффекта коррекции из-за возможного изменения в про­ цессе эксплуатации статических и динамических параметров после­ довательно соединенных элементов (277).

Сообразно отмеченным выше свойствам последовательный метод коррекции находит применение преимущественно в САУ (САР) малой мощности, параллельный же метод коррекции — в системах средней и большой мощности.

158

Г л а в а VII

ДИСКРЕТНЫЕ СТАЦИОНАРНЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ ИМПУЛЬСНЫЕ САУ

§ 1. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ ДИСКРЕТНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ САУ

В дискретных импульсных САУ осуществляется квантование хотя бы по одному из параметров задающего (входного) непрерывного воз­ действия во времени с помощью импульсного элемента (импульсатора). В качестве импульсных элементов (ИЭ) в радиотехнических дискрет­

[2, 40], например: амплитудный ограничитель с регулируемым по­ рогом ограничения (ИЭ в дискретных системах с АИМ-1) фантастрон, киппреле с катодным или эмиттерным повторителем (ИЭ в дискретных системах с ШИМ) и некоторые другие. Входной величиной для ИЭ обыч­ но является воздействие рассогласования (ошибки), вырабатываемое в измерительном устройстве. Импульсы, получающиеся на выходе ИЭ, характеризуются некоторыми параметрами (рис. 69): периодом повто­ рения (следования) импульсов Т; амплитудой импульса А; длитель­ ностью импульса: т = уТ; коэффициентом' заполнения импульса у; временным сдвигом импульса гТ\ коэффициентом смещения импульса во времени е; формой импульса S (t) (при форме импульсов, отличной от прямоугольной).

Зависимость модулируемого параметра выходной последователь­ ности импульсов от соответствующих дискретных значений входной величины называется характеристикой ИЭ. Эта характеристика может быть линейной (рис. 70, а) или нелинейной (рис. 70, б).

Крутизной линейной характеристики ИЭ называется отношение мо­ дулируемого параметра выходной последовательности импульсов к зна­ чению входной величины в соответствующий дискретный момент вре­ мени. Например, для ИЭ с АИМ-1 крутизна линейной характеристики ИЭ (она же коэффициент усиления амплитудного ИЭ) будет:

где А — амплитуда импульса, соответствующая хвх.

159

Импульсные САУ (САР) могут быть, подобно системам непрерыв­ ного действия, замкнутыми, разомкнутыми, линейными и нелиней­ ными.

Любая замкнутая импульсная САУ (рис. 71) состоит из прямой цепи (ПЦ) и цепи обратной связи (ОС).

Импульсный элемент внутри замкнутого контура такой системы может быть включен либо в прямой цепи (рис. 72, а), либо в цепи ОС

Рис. 72. Обобщенные структурные схемы замкнутых импульсных линей­ ных САУ:

а — ИЭ входит в прямую цепь; б — ИЭ входит в цепь ОС

воздействий в системе и от времени, а сами воздействия, рассматри­ ваемые в дискретные моменты времени, подчиняются линейным соот­ ношениям.

Рис. 73. Обобщенные структурные схемы разомкнутой импульсной линейной САУ

Для большего удобства элементарного анализа работы импульсной линейной САУ полезно сам импульсный элемент разбить на два фик­ тивных и последовательно включенных прибора (рис. 74): простейший импульсный элемент (ПИЭ) и формирующий элемент (ФЭ).

160