Выбор параметров интегро-дифференцирующего контура. Возможности повышения показателей качества САУ с помощью контура

На примере коррекции следящей системы выясним, из каких соображений следует выбирать параметры интегро-дифференцирующего контура, а также определим возможности повышения показателей качества системы с помощью этого контура. Пусть КПФ нескорректированной системы

Построим ЛАЧХ системы с запасом устойчивости по фазе . Для запас устойчивости по фазе в соответствии с рис. 5.2 будет обеспечиваться при частоте среза Откладываем частоты сопряжений и строим (рис. 5.15) нескорректированной системы с . На том же рисунке кривой изображена ЛФЧХ системы.

Из ЛАЧХ видно, что коэффициент усиления системы Пусть с целью уменьшения скоростной ошибки системы требуется увеличить коэффициент усиления системы от значения до системы с на рис. 5.15 обозначена Как видно из рисунка, система при увеличении коэффициента усиления стала неустойчивой.

Включение интегро-дифференцирующего контура с КПФ

и с соответствующим образом выбранными параметрами позволяет стабилизировать систему и повысить показатели качества переходного процесса относительно исходной системы.

КПФ скорректированной системы

ЛАЧХ скорректированной системы будет располагаться между и (рис. 5.15). Поэтому частота среза скорректированной системы будет находиться между частотами среза и

Частоты сопряжения контура и как и частоты сопряжения интегрирующего контура, выбираются меньше частоты среза скорректированной системы (практически меньше, чем с тем, чтобы область частот, в которой контур вносит отставание,

Рис. 5.15. К коррекции следящей системы интегро-дифференцирующим контуром.

находилась левее частоты среза Частоты сопряжения выбираются так же, как и частоты сопряжения дифференцирующего фазоопережающего контура: При этом частота среза будет находиться между частотами сопряжения т. е. в области максимального опережения контура. Благодаря этому достигается наибольший подъем ЛФЧХ системы в области частоты а следовательно, максимальное увеличение запаса устойчивости по фазе у и улучшение переходного процесса.

ЛАЧХ и ЛФЧХ контура, постоянные времени которого выбраны в соответствии с изложенными выше соображениями, показаны на рис. 5.15 графиками скорректированной системы, полученная сложением исходной системы с требуемым коэффициентом усиления и ЛАЧХ контура изображена ломаной скорректированной системы — кривой

Из сравнения ЛЧХ исходной и скорректированной грек систем видно, что с помощью последовательного интегро-дифференцирующего контура можно значительно повысить коэффициент усиления системы и увеличить ее частоту среза, а следовательно, повысить точность системы как в установившемся, так и в переходном режимах.

Наметим пути расчета интегро-дифференцирующего контура. Коэффициент усиления скорректированной системы

откуда, если задано,

Если задана требуемая ЛАЧХ интегро-дифференцирующего контура, т. е. заданы или и а, то можно определить параметры элементов контура. При этом можно принять следующий порядок расчета: задаемся значением какого-либо параметра, например определяем из второго уравнения системы (5.21) находим или определяем

При расчете параметров интегро-дифференцирующего контура, как и других корректирующих контуров, необходимо иметь в виду согласование входного и выходного сопротивлений.

В табл. 5.1 приведены наиболее типичные схемы корректирующих устройств постоянного тока, их передаточные функции и частотные характеристики.