Комбинированная следящая система.

Основной целью следящих систем является возможно более точное воспроизведение регулируемой координатой изменяющегося задающего воздействия. Этому способствует дополнительная цепь по задающему воздействию. Следящую систему в этом случае называют комбинированной следящей системой, ее типичная структурная схема показана на рис. 5.15. Здесь замкнутый контур такой же, как и на рис. 5.14, а — передаточная функция дополнительной цепи.

Эта цепь улучшает воспроизведение регулируемой координатой задающего воздействия, так как форсирует переходные процессы при изменении и ее следует называть форсирующей цепью. Она чаще всего состоит только из преобразовательного элемента. Включается форсирующая цепь в замкнутый контур так же, как и компенсирующая, т. е. обычно между каскадами усилителя.

В комбинированной следящей системе воспроизведение задающего воздействия обеспечивается главным образом форсирующей цепью. Замкнутый контур играет в этом отношении второстепенную роль. Его основная задача уменьшение влияния возмущений.

По структурной схеме комбинированной следящей системы (рис. 5.15) определяем передаточные функции относительно задающего воздействия:

и для ошибки слежения:

где

то передаточная функция относительно задающего воздействия обращается в единицу, а передаточная функция для ошибки слежения — в нуль. Следовательно, (5.33) — это условие инвариантности ошибки слежения от задающего воздействия, или условие идеального воспроизведения выходной координатой у задающего воздействия

Выполнение (5.33) связано с большими трудностями, нежели выполнение (5.30). Причина в том, что сигнал форсирующей цепи должен преодолеть не только инерционность исполнительного элемента регулятора, но и регулируемого объекта.

Ранее указывалось на практическую невозможность создания производных выше второго порядка, поэтому в комбинированных следящих системах достигается лишь частичная инвариантность ошибки от задающего воздействия до нулевой, первой или второй производной включительно. Это означает соответственно астатизм первого, второго и третьего порядков относительно задающего воздействия.

Неизбежная (хотя и незначительная) инерционность дифференцирующих элементов, а также неточности в определении параметров и изготовлении элементов регулятора ведут к тому, что и частичная инвариантность обеспечивается лишь с точностью до малой величины 6.

Несмотря на это, комбинированное регулирование значительно увеличивает точность слежения и находит широкое применение. Чем медленнее изменяется задающее воздействие тем больший эффект дает частичная инвариантность в от

При наличии форсирующей цепи роль замкнутого контура следящей системы уменьшается и он может быть выполнен из более простых элементов. Форсирующая цепь не влияет на устойчивость замкнутого контура, но сама эта цепь должна быть устойчивой.

Если в комбинированной следящей системе имеется сильное возмущение, то точность слежения может быть увеличена еще более созданием компенсирующей связи по этому возмущению. Преобразовательные элементы обеих цепей частично могут быть объединены, и может оказаться, что для создания компенсирующей цепи потребуется только элемент, измеряющий возмущение.