Комбіновані АСР. Принцип інваріантості?

В зависимости от характе­ра корректирующего импульса различают следующие много­контурные АСР: комбинированные, сочетающие обычный замк­нутый контур регулирования с дополнительным каналом воз­действия, по которому через динамический компенсатор вводится импульс по возмущению; каскадные — двухконтурные замкнутые АСР, построенные на базе двух стандартных регу­ляторов и использующие для регулирования кроме основной выходной координаты дополнительный промежуточный выход; с дополнительным импульсом по производной от промежуточ­ной выходной координаты.

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

На рис. 1.7 приведен фрагмент функциональной схе­мы автоматизации выпарной установки, в которой одним из наиболее сильных возмущений является расход питания. Основ­ная задача регулирования — стабилизация концентрации упа­ренного раствора за счет изменения расхода греющего пара — выполняется регулятором 1. Кроме сигнала регулятора, на кла­пан, регулирующий подачу пара, через динамический компесатор 2 поступает кор­ректирующий импульс по расходу питания.

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.

Отклонение выходной координаты системы от зданного значения должно быть =0 при любых задающих возмущающих воздействиях.

Рассмотрим условие инвариантности для разомкнутой системы

При наличии возмущения [X_B(p) <>0] условие инвариантности (1.19) выполняется, если

Таким образом, для обеспечения инвариантности системы регулирования по отношению к какому-либо возмущению не­обходимо установить динамический компенсатор, передаточная функция которого равна отношению передаточных функций объекта по каналам возмущения и регулирования, взятому с обратным знаком. Выведем условия инвариантности для комбинированных АСР. Для случая, когда сигнал от компенсатора подается на вход объекта (см. рис. 1.9 а), структурная схема комбиниро­ванной АСР преобразуется к последовательному соединению разомкнутой системы и замкнутого контура

Для системы изображенной на рис 2 можно записать

Таким образом, при подключении выхода компенсатора на вход регулятора передаточная функция компенсатора, получен­ная из условия инвариантности, будет зависеть от характери­стик не только объекта, но и регулятора. Условия физической реализуемости инвариантных АСР. Одной из основных проблем, возникающих при построении инвариант­ных систем регулирования, является их физическая реализуе­мость, т. е. реализуемость компенсатора, отвечающего усло­виям (1.20) или (1.20 а) В отличие от обычных промышленных регуляторов, струк­тура которых задана и требуется лишь рассчитать их настрой­ки, структура динамического компенсатора полностью опреде­ляется соотношением динамических характеристик объекта по каналам возмущения и регулирования и может оказаться очень сложной, а при неблагоприятном соотношении этих характе­ристик - физически нереализуемой.

«Идеальные» компенсаторы физически нереализуемы в сле­дующих двух случаях.

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

2. Если в передаточной функции компенсатора степень по­линома в числителе больше, чем степень полинома в знамена­теле.