8-2. СОГЛАСОВАНИЕ ДАТЧИКОВ, УСИЛИТЕЛЬНЫХ И КОРРЕКТИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ УСИЛЕНИЯ

При проектировании системы автоматического управления после выбора сервомотора и состава других элементов определяют условия согласования элементов. Условия согласования включают не только соотношения входных и выходных сопротивлений, обеспечивающие достаточно полное использование мощности элементов, но и согласование максимальных значений мощностей, согласование пропорциональных участков характеристик, элементов и уровней шумов.

а) Согласование входных и выходных сопротивлений элементов систем автоматического регулирования

Согласование входных и выходных сопротивлений элементов автоматических устройств имеет целью получение либо наибольшей выходной мощности, либо наибольшего коэффициента усиления по мощности.

В силовых каскадах системы, т. е. в элементах с относительно большой мощностью, главное значение имеет получение наибольшей выходной мощности. В каскадах предварительного усиления наиболее существенно условие максимального коэффициента усиления по мощности.

Условие максимальной активной мощности на выходе при гармоническом сигнале заключается в равенстве входного сопротивления последующего каскада сопряженной величине внутреннего сопротивления предыдущего каскада:

Условие максимального коэффициента усиления по мощности заключается в равенстве входного сопротивления последующего каскада характеристическому сопротивлению предыдущего каскада со стороны выхода (см. гл. 2).

Точное выполнение как первого, так и второго условия обычно оказывается невозможным вследствие неблагоприятного для динамики системы течения частотных характеристик при резонансе [условие (8-22)], сложного вида сигнала управления и отсутствия элементов с соответствующим характером входного сопротивления. Поэтому при согласовании датчиков,

усилителей, корректирующих устройств так же, как и при согласовании сервомоторов, приходится ограничиваться приближенным согласованием сопротивлений.

Необходимо отметить, что максимумы мощности и коэффициента усиления по мощности как функций отношения сопротивлений сравнительно пологи, так что допустимы значительные отклонения от условий точного согласования без существенного проигрыша в энергетических характеристиках.

Частотный спектр. сигнала управления в системах постоянного тока группируется вблизи нулевой частоты и укладывается в полосу инфранизких частот. Реактивные составляющие сопротивлений датчиков, усилителей и корректирующих устройств при этих частотах относительно невелики, так как фазовые сдвиги по условиям динамики замкнутых систем обычно невелики.

Поэтому согласование сопротивлений датчиков, усилителей и корректирующих устройств в системах постоянного тока производится на нулевой частоте, т. е. согласуются лишь активные составляющие входных и выходных сопротивлений.

В системах переменного тока частотный спектр сигнала группируется в узкой окрестности несущей частоты и согласование сопротивлений производится на несущей частоте системы.