КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
— система, использующая одновременно принцип управления по отклонению (принцип отрицательной обратной связи) и принцип управления по возмущению. Первыми К. с. а. у., объединяющими оба этих принципа, были системы регулирования напряжения и тока нагрузки электр. генераторов. Связь по возмущению — току нагрузки электр. генераторов, часто наз. компаундирующей связью в автоматических системах регулирования напряжения. Другим примером К. с. а. у. является система регулирования скорости вращения ротора электродвигателя (автоматизированный электропривод). Здесь связь по отклонению регулируемой величины — скорости вращения от заданной, дополняется связью по основному возмущению — моменту нагрузки двигателя. Широкое применение получили К. с. а. у - давления пара, в которых связь по отклонению давления пара от заданного значения дополняется связью по расходу пара.
Структурная блок-схема К. с. а. у. приведена на рис. 1.
Одно из преимуществ К. с. а. у. заключается в возможности достаточно широкого изменения наклона статической характеристики системы
, где Ф — регулируемая величина, а
— осн. внешнее возмущение (рис. 2). Эта возможность открывается благодаря соответствующему выбору коэффициента связи по возмущению
Выбор наклона статистической характеристики (статизма системы) не связан с общим коэфф. усиления контура обратной связи. К. с. а. у. может иметь большой наклон характеристики
при высоком коэфф. усиления разомкнутой системы. В частности такая настройка необходима для устойчивой параллельной работы электр. генераторов (или паровых котлов) на общую нагрузку, которая распределяется пропорционально наклонам статических характеристик систем регулирования каждого из генераторов (или котлов).
Второе преимущество К. с. а. у. проявляется при решении проблем динамики и точности. С помощью соответствующих настроек параметров замкнутого и разомкнутого контуров можно независимо обеспечить необходимое качество переходного процесса при требуемом статизме. Соответствующим выбором параметров К. с. а. у. можно достичь выполнения условий инвариантности систем автоматического управления.
При выполнении условий инвариантности теоретически возможно устранение и переходной, и установившейся составляющих ошибки системы управления, вызываемых возмущениями, по которым осуществлены компаундирующие связи (достигается полная, или абсолютная, инвариантность). Ошибка, вызываемая другими возмущениями, связью по данному возмущению не устраняется. Физ. объяснение полного устранения ошибки связано с наличием в системе двух каналов для передачи воздействия возмущения на данную инвариантную величину. При этом возможна как недокомпенсация, так и перекомпенсация ошибки (отрицательный статизм).
1. Структурная схема комбинированной системы автоматического управления: ОУ — объект управления; Р — регулятор; У — усилитель; КС — компаундирующая связь; Д — датчик;
коэффициенты усиления; закон регулирования
— регулируемая величина; W — задающее воздействие; L — возмущение: М — управляющее воздействие.
2. Статическая характеристика комбинированной системы: 1 — отрицательный статизм;
астатическая настройка; 3 — положительный статизм; 4 — объект без регулятора.
Выполнение условий инвариантности не влияет на условия устойчивости системы, т. к. компаундирующие связи носят разомкнутый характер. Это свойство наз. свойством ортогональности условий инвариантности и условий устойчивости.
Весьма близкими по свойствам к К. с. а. у. являются системы автомат, регулирования, в которых можно осуществить т. н. косвенное измерение возмущений (см. Дифференциальная система автоматического управления). Широкие возможности в выборе статических и динамических свойств при настройке К. с. а. у. определяют их осн. преимущество по сравнению с некомбинированными системами.
Теория К. с. а. у - имеет специфические проблемы. Связь по возмущению является чисто детерминированной, т. е. требует точного расчета значений параметров системы для каждого объекта управления. А на параметры обратной связи по отклонению регулируемой величины не накладываются такие жесткие требования. Эта связь реализуется и виде т. н. корректора. Корректор должен компенсировать действие всех помех, не учитываемых при
расчете связи по возмущению, и все неточности этого расчета. Общая идея комбинированного управления распространяется на ряд «больших» или сложных систем управления. В каждой такой системе обычно можно выделить детерминированную часть, поддающуюся детальному анализу, расчету и жесткому планированию, и недетерминированную, для которой такой анализ практически невозможен. Лит.: Кулебакин B. C. О поведении непрерывно возмущаемых автоматизированных линейных систем. «Доклады АН СССР. Новая серия», 1949, т. 68, № 5; Кулебакин B.C. О выборе оптимальных параметров автоматических регуляторов и следящих систем. «Доклады АН СССР. Новая серия», 1951, т. 77; Ивахненко А. Г. Техническая кибернетика. К., 1962 [библиогр. с. 412—416]; Твахненко О. Г., Комаров Б. О. Недокомпенсащя, абсолютна швар1антшсть i перекомпенсац1я в системах автоматичного регулювання. «Автоматика», 1964. А. Г. Ивахненко.