10. Описать конструкции и принцип действия усилителей постоянного и переменного токов, операционных усилителей.
ЛЕКЦИЯ 16.
Цель лекции – ознакомление с видами корректирующих элементов САУ.
Задачи лекции
- изучить типы корректирующих элементов САУ
- изучить способы нелинейной коррекции:
Вопросы, рассматриваемые на лекции
1. Корректирующие элементы САУ. Классификация. Корректирующие элементы постоянного тока. Корректирующие элементы переменного тока.
2. Нелинейные корректирующие элементы.
Корректирующие элементы, включаемые в структуру замкнутой САУ, предназначены для изменения статических и динамических характеристик системы с целью повышения ее устойчивости и достижения требуемых показателей ее качества.
Классификация корректирующих элементов
1) по виду дифференциального уравнения, описывающего процессы в корректирующих элементах- линейные; нелинейные;
2) в зависимости от характера передаваемых сигналов – непрерывные; с модуляцией; с квантованием сигналов
3) по виду носителя сигнала управления – электрические; электромеханические; - гидравлические; пневматические; комбинированные.
Корректирующие электрические элементы:
1) по виду источника энергии выходного сигнала – активные; пассивные
2) по характеру преобразования входного сигнала - дифференцирующие; интегрирующие; интегро-дифференцирующие; комплексированные
3) по способу включения в контур системы управления – последовательные; параллельные; обратные связи; комбинированные
4) по роду тока передаваемого сигнала - постоянного тока; переменного тока
Корректирующие элементы постоянного тока. Последовательные дифференцирующие корректирующие элементы вводятся в систему управления для компенсации отставания по фазе выходного сигнала относительно входного, что снижает инерционность системы. Представляют собой фильтры низких частот.
Последовательные интегрирующие корректирующие элементы вводятся в систему для понижения уровня высокочастотной помехи, с целью повышения точности отработки системой управляющего сигнала. Представляют собой фильтры высоких частот.
Последовательные интегро-дифференцирующие корректирующие элементы объединяют одновременно свойства интегрирующих и дифференцирующих звеньев и применяются в случае, когда их выходной сигнал должен содержать три составляющие, пропорциональные входному сигналу, его первой производной и интегралу от него. В области низких частот эти корректирующие элементы ведут себя как интегрирующие, в области высоких – как дифференцирующие элементы, что позволяет сохранить коэффициент усиления системы управления в области частот, меньших ω1, что приводит к повышению точности системы и улучшению качества переходного процесса за счет создания фазового опережения в области высоких частот. Представляют собой заграждающие фильтры (комбинации фильтров низких и высоких частот).
Последовательные комплексированные корректирующие элементы имеют сложные передаточные функции, ЛАЧХ таких элементов имеют сложную конфигурацию с наличием двух и более одинаковых или различных наклонов.
Прямые параллельные корректирующие элементы. Прямые параллельные корректирующие элементы предназначены для введения в закон управления наряду с основным сигналом его производных или интегралов, имеют меньшие возможности, чем последовательные и обратные параллельные.
Параллельные корректирующие элементы в обратной связи. Элемент жесткой обратной связи передает только величину воздействия, поступающего на его вход. Жесткую связь называют статической, так как она описывается алгебраическим уравнением. Элемент гибкой обратной связи передает скорость изменения воздействия, поступающего на его вход, так как представляет собой дифференцирующее устройство.
Активные корректирующие элементы вводятся в систему для компенсации нежелательного ослабления управляющего сигнала в области рабочих частот (корректирующие элементы на операционных усилителях, тахогенераторы, электродвигатели)
Корректирующие элементы переменного тока. Корректирующие элементы несущей частоты. Корректирующие элементы с демодуляцией сигнала.
Нелинейные корректирующие элементы. Для линейных корректирующих элементов характерно наличие жесткой связи между амплитудно- и фазо-частотной характеристиками, в связи с чем изменение одной из этих характеристик ведет к изменению другой. Нелинейные корректирующие элементы не имеют ярко выраженной функциональной связи между эквивалентными амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристиками, и при изменении одной из этих характеристик вторая меняется незначительно или не меняется совсем. Это свойство создает предпосылки для их использования при разработке САУ, обладающих высоким качеством процессов управления и уровнем помехозащищенности.
Способы нелинейной коррекции:
- формирование нелинейных законов управления
- перестройкой параметров элементов управляющего устройства или программы микроЭВМ
- включением в структуру системы нелинейных четырехполюсников
Корректирующие четырехполюсники можно разделить на три группы:
1) псевдолинейные корректирующие элементы (двухканальные, многоканальные)
2) корректирующие элементы нелинейного типа (компенсирующие и встроенные в линейные фильтры)
3) комбинированные корректирующие элементы (соединенные в определенном порядке псевдолинейные и нелинейные корректирующие элементы)
Вопросы для самопроверки
1. С какой целью применяют корректирующие элементы в САУ?
2. Как подразделяются корректирующие элементы по характеру преобразования входного сигнала?
3. Как подразделяются корректирующие элементы по способу включения в контур системы управления?
4. С какой целью вводятся в САУ последовательные дифференцирующие корректирующие элементы?
5. С какой целью вводятся в САУ последовательные интегрирующие корректирующие элементы?
6. Для каких целей предназначены прямые параллельные корректирующие элементы?
7. С какой целью применяют параллельные корректирующие элементы в обратной связи? Дать их классификацию.
8. С какой целью используются активные корректирующие элементы?
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.