2. ЖЕЛАЕМЫЕ ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Предположим, что нам известна оптимальная передаточная функция замкнутой системы. Для реализации системы, близкой к оптимальной, удобно вначале определить оптимальные а затем выбрать желаемые логарифмические частотные характеристики разомкнутой системы. Итак, имеем
Полагая последнее выражение можно переписать в виде
откуда амплитудная характеристика разомкнутой системы
и фазовая
Выражения (VIII.17), (VIII.18) являются исходными для определения оптимальных логарифмических частотных характеристик по известной оптимальной передаточной функции Обычно оптимальные характеристики Ьопт удобно представлять в графической форме. Это можно сделать с помощью выражений (VIII. 17), (VIII. 18) или номограмм замыкания.
После определения оптимальных характеристик переходят к выбору желаемых. Желаемые характеристики должны быть выбраны (рис. VIII. 1) так, чтобы обеспечить возможно меньшее отклонение от оптимальных характеристик в области низких частот (до частоты среза системы) и от характеристик заданной части системы в области высших частот. Последнее необходимо потому, что чем больше отличаются эти характеристики, тем сложнее должны быть корректирующие средства.
В главе XVI, кн. 1 было показано, что при рассмотрении характеристики целесообразно выделить области низких, средних и высоких частот. Вид желаемых характеристик в области самых низких частот определяется низкочастотной асимптотой, которую можно найти по заданному порядку астатизма и передаточному коэффициенту К. Действительно, при частотах, меньших первой сопрягающей частоты,
В соответствии с этим получим
Вид желаемых характеристик в области достаточно высоких частот, для которых имеет место неравенство
в основном определяется видом характеристик заданной части.
Рис. VIII.1. Оптимальная заданная и желаемая логарифмические амплитудные, частотные характеристики
Действительно, указанная область может рассматриваться как область малых параметров, не влияющая сколько-нибудь существенно на динамические свойства системы и поэтому не нуждающаяся в коррекции, поскольку при удовлетворении неравенства (VIII.20) можно написать
Таким образом, наибольшие трудности представляет собой выбор вида желаемых характеристик в области средних частот, от которого существенным образом зависят показатели качества переходного процесса, запас устойчивости, динамические и случайные ошибки. Этот выбор существенным образом зависит от требований, предъявляемых к системе. Если характеристики заданной части являются минимально-фазовыми, то весьма полезными могут быть номограммы, приведенные в главе XVI, позволяющие по заданным показателям
качества и точности выбрать вид желаемой характеристики в области средних частот.
После того как желаемые логарифмические характеристики выбраны, можно переходить к задаче синтеза корректирующих устройств.