Статическая характеристика замкнутой одномерной системы регулирования.

Как бы ни была сложна одномерная система регулирования ее с помощью описанных выше приемов можно привести к эквивалентной статической схеме, показанной на рис. V. 12. На объект О действуют нагрузка и перемещение регулирующего органа у. Регулятор состоит из двух частей: — реагирующей на отклонение регулируемой величины — фиксирующей нагрузку. Если регулятор работает только по отклонению, будет отсутствовать. Перемещение регулирующего органа где и и — соответственно выходные координаты регуляторов по отклонению

Рис. V.12. Эквивалентная статическая схема системы комбинированного регулирования по отклонению и нагрузке

Объект регулирования уже не относится к числу рассмотренных выше звеньев с одним входом и одним выходом. Уравнение статики объекта будет содержать несколько переменных. Рассмотрим случай, когда выходная координата х объекта будет функцией двух переменных — перемещения регулирующего органа у и нагрузки

Геометрически функция (V.23) может быть изображена поверхностью в системе координат Но построение пространственных моделей не всегда удобно, поэтому статическую характеристику объекта обычно представляют в виде семейства характеристик:

при различных постоянных значениях

при различных постоянных значениях у.

На рис. V.13, а статические характеристики объекта первого типа показаны семейством кривых обозначенных Кривая кривая холостого хода объекта, соответствующая Статическая характеристика регулятора по отклонению отсутствии канала воздействия по нагрузке) находится в семействе кривых II и обозначена Это падающая кривая, так как при уменьшении х открытие регулирующего органа должно возрастать. Точки пересечения этой кривой с характеристиками объекта дают нам значения х при различных нагрузках, устанавливающиеся в системе регулирования только по отклонению.

Рис. V.13. Статические характеристики системы комбинированного регулирования: а — семейства характеристик объекта I и регулятора по отклонению II; б — статическая характеристика регулятора по нагрузке

По этим данным можно построить и характеристику регулирования

которая представляет собой зависимость регулируемой величины от нагрузки.

Если мы знаем статические характеристики регулятора по нагрузке мы можем построить статические характеристики комбинированного регулятора по отклонению и нагрузке.

Зададимся и вычислим Эта величина добавится к воздействию регулятора Следовательно, сместив кривую регулятора вправо на получим характеристику комбинированного регулятора для Далее также находим значения смещения характеристик для в результате чего получаем семейство кривых II регулятора. Отметим точки пересечения кривых регулятора и объекта, имеющих одинаковые индексы т. е. точки Через эти точки пройдет статическая характеристика системы комбинированного регулирования

(штриховая линия). Как видно, при соответствующем подборе характеристик ее можно сделать горизонтальной прямой.

С помощью описанных характеристик можно решать и обратную задачу подбора характеристик регуляторов. Пусть, например, заданы характеристика объекта, регулятора по напряжению, и характеристика регулирования (рис. V.13, а). Опускаем из точек перпендикуляры на ось у и находим значения соответствующие нагрузкам По этим точкам строим требуемую статическую характеристику регулятора по нагрузке (рис. V.13, б).