Завдання. Вплив додаткових зворотних зв’язків досліджується на динамічній моделі системи стабілізації швидкості обертання теплового двигуна

Вплив додаткових зворотних зв’язків досліджується на динамічній моделі системи стабілізації швидкості обертання теплового двигуна, а вплив форсуючого послідовного коригувального пристрою досліджується на динамічній моделі слідкуючої системи керування турельними установками.

При підготовці до виконання роботи необхідно самостійно опрацювати наступні питання:

1) Вплив жорсткого і гнучкого зворотних зв’язків на динамічні і статичні властивості системи.

2) Оцінка перехідного процесу за розташуванням коренів характеристичного рівняння на комплексній площині.

3) Вплив послідовних коригувальних пристроїв на динамічні і статичні властивості системи.

4) Оцінка якості перехідного процесу за ЛАЧХ розімкненої системи.

5) Вибір послідовного коригувального пристрою за допомогою ЛАЧХ розімкненої системи.

Короткі теоретичні відомості

Основною задачею синтезу автоматичних систем є визначення структури і параметрів елементів, що входять в цю структуру, з метою забезпечення заданих показників якості системи.

До основних показників якості процесів керування прийнято відносити:

− час перехідного процесу (визначається часом, за який перехідний процес входить в задану щодо нового усталеного стану "трубку" завширшки і більше з неї не виходить);

− максимальну похибку в перехідному процесі ;

− допустиму в усталеному режимі інструментальну похибку ;

− похибку в усталеному режимі роботи САК.

Відповідно синтез можна проводити з метою забезпечення:

− заданого запасу стійкості;

− мінімального часу перехідного процесу в системі ();

− допустимого перерегулювання ();

− якості системи в усталеному режимі (заданого порядку астатизму , заданого коефіцієнта статизму тощо);

− призначення системи (слідкуюча, або стабілізації).

Розрізняють загальну і частинну задачі синтезу автоматичних систем. З агальна задача синтезу полягає у визначенні структури системи в цілому (її передаточної функції) за вимогами до якості системи, тобто при заданих вхідному сигналі і вихідному – необхідно визначити передаточну функцію системи , яка здійснює це перетворення. При розв’язанні частинної задачі синтезу структура системи в цілому відома, потрібно визначити окремі параметри передаточної функції, з умови забезпечення заданої якості керування,або підібрати корегувальний пристрій. Частинна задача синтезу розв’язується в наступному порядку:

− з типових (що випускаються промисловістю) елементів підбираються функціонально необхідні для розв’язання конкретної задачі керування;

− після попереднього синтезу системи з функціонально необхідних елементів забезпечується структурна стійкість;

− підбирається коригувальний пристрій і значення параметрів, що забезпечують задану якість системи в усталеному режимі і в перехідних процесах.

Коригувальні пристрої можуть бути включеними в головний контур керування послідовно елементам системи, або в ланцюги локальних зворотних зв'язків. Відповідно до цього коригувальні пристрої називаються послідовними і паралельними. На практиці зустрічаються випадки, коли корекція САК здійснюється за допомогою послідовних і паралельних коригувальних пристроїв одночасно. Крім того, корекція системи може здійснюватись за сигналами збурення по додаткових каналах, які організовані спеціально для компенсації впливу цих збурень.

Послідовні коригувальні пристрої включені послідовно з основними елементами системи і служать, в основному, для формування закону керування. Як правило послідовні коригувальні пристрої призначені для введення в закон керування похідних і інтеграла від похибки. Використовуються вони також для корекції частотних характеристик системи у вигляді фільтрів. Введення похідної в закон керування збільшує запас стійкості системи (нестійка система може стати стійкою) і не впливає на якість системи в усталеному режимі. Введення інтеграла в закон керування зменшує запас стійкості системи (може зробити її нестійкою), але при цьому збільшує порядок астатизму системи, тобто статичні властивості поліпшуються. Введення локального від’ємного жорсткого зворотного зв’язку збільшує запас стійкості системи, але погіршує статичні властивості (якщо локальним жорстким зворотним зв’язком охоплена інтегруюча ланка, то астатична система перетворюється на статичну). Локальний від’ємний гнучкий зворотний зв’язок на статичні властивості системи не впливає, але запас стійкості системи збільшує.

Логарифмічна амплітудна частотна характеристика розімкненої слідкуючої системи однозначно пов'язана з дійсною частотною характеристикою (ДЧХ) замкнутої системи. Отже, бажаний процес в системі можна отримати, забезпечивши бажану ЛАЧХ. Порівнюючи з ЛАЧХ системи без корекції , можна підібрати послідовний коригувальний пристрій (метод найчастіше використовується для слідкуючих систем). Найчастіше задача полягає у відшуканні такого коригувального пристрою, який забезпечив би найменший час перехідного процесу, при обмеженнях допустимими перевантаженнями.