Методика аналогового моделирования динамических объектов, страница 4

температура 20±2⁰С;

относительная влажность до 65%.

3.2 Обобщёный метод составления схем набора (аналоговых электрических схем)

Из теории автоматического управления известно, что любая одномерная САУ может быть представлена в виде:

а)                                                                 б)

 

Рис. 3.3. Линейная система управления:

а) незамкнутая; б) с единичной обратной связью.

При этом считаем, что передаточная функция прямой цепи  имеет линейный характер, как и в системе, структуру которой представляется так:

Рис. 3.4. Линейная система управления с неединичной отрицательной обратной связью.

Обычно, последний рисунок изображает САУ или САР в конечном варианте, где  имеет определённую управляющую функцию. Однако, реальные системы нелинейны, и моделирование линейных структур идеализированно и может проводиться лишь теоритически. Реально идеализировать систему или объект можно только с определённой степенью точности.

Структура нелинейных системы в ТАУ имеет несколько видов:

В первом случае сигнал сначала порходит через линейную часть системы, а затем через нелинейную и уходит на выход системы.

 

Рис. 3.5. Система управления с вводом нелинейности последовательно с линейной частью.

Во втором случае входной сигнал, пройдя через линейный элемент направляется в две ветки – выход и обратная связь с нелинейностью:

 

Рис. 3.6. Система управления с вводом нелинейности в отрицательной обратной связи.

Существует ещё один вид систем с нелинейными элементами – ситемы с прямой нелинейной и обратной линейной ветками:

Рис. 3.7. Система управления с вводом нелинейности в прямой цепи и линейного элемента в отрицательной обратной связи.

Для реализации любой из этих систем в аналоговом виде необходимо располагать некоторой исходной информацией, а именно:

§  тип системы – линейная, нелинейная;

§  порядок линейного звена;

§  значения постоянных времени и коэффициентов передачи линейной части;

§  тип нелинейности;

§  параметры нелинейности;

В зависимости от исходных данных можно изначально, до начала основных расчётов, определиться с колличеством операционных усилителей, которое потребуется на реализацию системы. В главе 2 описана аналоговая реализаци основных операционных звеньев, каждое из которых требует по одному операционном усилителю.

Но нужно учесть, что максимальный порядок для операционных звеньев, используемых в даном программном комплексе равен двум. Следовательно для реальзации системы порядком выше двух необходимо представить её передаточную функцию как произведение передаточных функций порядка два и ниже. Далее конечная система реализуется как последовательное соединение полученных из такого разбиения звеньев.