Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике Графический метод анализа САУ, скорректированных с помощью параллельных корректирующих устройствРассмотренный аналитический метод позволяет просто решать задачу определения передаточной функции и построения ЛАЧХ системы, скорректированной обратной связью, лишь в случаях, когда сравнительно простой обратной связью охватывается одно, в крайнем случае, два звена системы. В более сложных случаях коррекции можно применить графический метод анализа системы с местной обратной связью. Этот метод позволяет строить ЛАЧХ системы непосредственно по ее алгоритмической схеме, затем по ЛАЧХ определяется передаточная функция системы. Ограничением метода является то, что он может быть применен для построения ЛАЧХ систем только с отрицательными местными обратными связями. Рассмотрим графический метод построения ЛЧХ систем, скорректированных с помощью обратных связей
где
передаточная функция последовательного звена, эквивалентного по своему влиянию введению обратной связи. ЛАЧХ скорректированной системы определяется выражением
Рис. 5.29. Структурная схема системы, скорректированной с помощью обратной связи. на сложением ординат В областях частот, в которых В областях частот, в которых Построив ЛАЧХ нескорректированной системы Пример 1. Построить ЛАЧХ следящей системы (рис. 5.30, а), скорректированной охватом гибкой отрицательной обратной связью по второй производной двух апериодических и одного интегрирующего звеньев. Удобно принять следующую методику построения 1. Определяем КПФ нескорректированной системы
где 2. Определяем
3. Стронм
Рис. 5.30. К примеру построения ЛЧХ следящей системы, скорректированной обратной связью: а — структурная схема системы; б — построение ЛЧХ системы. 4. Сложением 5. Из построенной
где постоянные времени 6. В соответствии с выражением (5.54) для
и по ней стронм ее Из сравнения ЛЧХ исходной и скорректированной системы видно, что введение местной отрицательной обратной связи делает систему устойчивой с необходимым запасом устойчивости. Как видно из рис.
Рис. 5.31. Схема следящей системы, скорректированной с помощью тахометрической обратной связи по первой производной. ЛАЧХ которого имеет вид, изображенный ломаной
Из рис. 5.30 видно, что Примеры схемного осуществления коррекции САУ с помощью обратных связей. Элементы и схемы получения напряжения, пропорционального частоте вращения исполнительного двигателя. На рис. 5.31 изображена схема следящей системы с электромашннным усилителем мощности, скорректированной с помощью тахометрической обратной связи (обратной связи по первой производной). С валом исполнительного двигателя М непосредственно или через редуктор Р соединяется тахогенератор постоянного тока BR. Последний представляет собой малогабаритный генератор с независимым возбуждением или с постоянными магнитами. Напряжение тахогенератора, снимаемое со щеток якоря, пропорционально скорости вращения двигателя (производной от угла поворота приемного вала). Полярность напряжения тахогенератора, зависит от направления его вращения. Напряжение тахогенератора с обратным знаком подается на вход усилителя постоянного тока УПТ. Коэффициент обратной связи регулируется потенциометром Этот пример соответствует коррекции системы путем охвата трех апериодических и интегрирующего звеньев обратной связью по первой производной (обычно электромашинный усилитель представляется двумя апериодическими, а двигатель Рассмотрим физический смысл введения обратной связи по первой производной. Предположим, что при изменении скачком скорости вращения ведущего вала ВВ (на рис. 5.32, а для этого случая прямой а изображено изменение угла а ведущего вала, а на рис. 5.32, б прямой На рис.
Рис. 5.32. К пояснению физического смысла введения обратной связи по первой производной. усилителя вычитается из напряжения сигнала ошибки Как видно из рис. 5.32, в, г, в начальный промежуток времени (от В момент времени Постоянная составляющая первой производной выходной величины системы Как отмечалось, в рассматриваемой следящей системе для получения напряжения, пропорционального частоте вращения исполнительного двигателя, применяется тахогенератор постоянного тока. Однако у этих тахогенераторов сравнительно высокий момент трения, образуемый за счет давления щеток на коллектор; при маломощных исполнительных двигателях, когда момент трения тахогенератора превышает
Рис. 5.33. Схема тахогенератора переменного тока.
Рис. 5.34. Схема тахометрнческого моста постоянного тока для выработки напряжения, пропорционального частоте вращения исполнительного двигателя. обмотки управления снимается напряжение переменного тока частоты сети, огибающая которого пропорциональна частоте вращения ротора. Фаза этого напряжения с изменением направления вращения изменяется на 180°. Чтобы с выхода тахогенератора получить напряжение, совпадающее или находящееся в противофазе с напряжением сети, в цепь обмотки возбуждения включается емкость С, которая создает сдвиг по фазе на 90° между напряжением сети и напряжением на обмотке возбуждения. Тахогенератор переменного тока не создает высокочастотных помех и имеет меньший по сравнению с тахогенератором постоянного тока момент трения. Однако фаза выходного напряжения зависит в некоторой степени от частоты вращения. Недостатком применения тахогенераторов как постоянного, так и переменного тока для коррекции, в особенности маломощных САУ, является то, что тахогенератор, будучи соизмерим по своим габаритным размерам с исполнительным двигателем, существенно увеличивает постоянную времени апериодического звена, которым представляют исполнительный двигатель с учетом момента инерции тахогенератора. Напряжение, пропорциональное первой производной от угла поворота приемного вала, можно получить и без тахогенератора с помощью так называемого тахометрического моста. Схема такого моста для получения напряжения постоянного тока, пропорционального частоте вращения Схема тахометрнческого моста для случая применения в системе двухфазного асинхронного двигателя М переменного тока изображена на рис. 5.35, а. Мост состоит из резисторов Если усилитель имеет трансформаторный выход, для получения напряжения, пропорционального частоте вращения двигателя, удобнее применить схему, изображенную на рис. 5.35, б. Недостатком коррекции САУ с помощью охвата обратной связью по первой производной участка системы с интегрирующим звеном, как отмечалось, является уменьшение коэффициента усиления системы, а следовательно, увеличение ее скоростной ошибки. С физической точки зрения это объясняется тем, что выходное напряжение тахогенератора (тахометрнческого моста), которое вычитается из сигнала управления, не равно нулю не только в режиме переходного процесса, но и в установившемся режиме вращения с постоянной частотой (обратная связь действует как в переходном, так и в установившемся режиме). Один из возможных вариантов схемы коррекции с помощью обратной связи по второй производной, охватывающей участок системы с интегрирующим звеном, где
Рис. 5.35. Схемы гахометрических мостов переменного тока.
Рис. 5.36. Пример коррекции следящей системы с помощью обратной связи по второй производной. отмеченный недостаток устраняется, изображен на рис. 5.36. Здесь в отличие от схемы рис. 5.31 напряжение
|
1 |
Оглавление
|