Учебно-методический комплекс по дисциплине «Теоретические основы автоматизированного управления», страница 59

В этом генераторе выходным сигналом является мгновенная частота формируемых колебаний  (содержащая передаваемую информацию), пропорциональная входному напряжению. Текущее значение частоты  выходного сигнала генератора сравнивают с заданным значением . Сигнал рассогласования поступает в управляющее устройство, которое формирует управляющее воздействие, пропорциональное этому сигналу рассогласования.

Такая система - пример статического регулирования, при котором управляемая переменная по окончании переходного процесса (при разных, но постоянных внешних воздействиях на объект) принимает различные значения, зависящие от величины внешнего воздействия (нагрузки).

Характерные особенности статической САУ:

- равновесие системы может быть достигнуто при различных значениях управляемой переменной;

- каждому значению управляемой переменной соответствует единственное определенное значение регулирующего органа;

- контур управления системы должен состоять из статических звеньев, осуществляющих зависимость х_вых = f(x_вх).

САУ, обеспечивающие величину установившейся погрешности управления равной нулю, называют астатическими.

Примером стабилизирующей системы с астатическим регулированием может служить модернизированная автоматическая система регулирования частоты колебаний, формируемых генератором частотно модулированных сигналов. На вход управляющего устройства (как и в рассмотренном ранее случае) поступает сигнал рассогласования, но теперь управляющее устройство является интегратором. Если сигнал рассогласования положителен (т. е.  >), то под его воздействием будет возрастать до тех пор, пока не сравняется с . В момент равенства рассогласование обращается в нуль и поэтому выходное напряжение управляющего устройства при  =  остается постоянным. В результате постоянным остается и выходной сигнал генератора, чем обеспечивается равенство  = . Следовательно, обеспечивается равенство нулю погрешности управления.

Характерные особенности астатической САУ;

- равновесие системы имеет место при единственном значении управляемой переменной, равном заданному;

- регулирующий орган в астатической системе должен иметь возможность занимать различные положения при одном и том же значении управляемой переменной.

В реальных астатических системах первое условие выполняется с некоторой погрешностью, так как каждый чувствительный элемент обладает определенной разрешающей способностью (нечувствительностью). Для осуществления указанной связи между чувствительным элементом и регулирующим органом в контур управления должно быть введено астатическое звено. В рассмотренном случае таким звеном является интегратор. Астатическое звено находится в состоянии безразличного равновесия при отсутствии на него внешнего воздействия и выходит из равновесия при наличии воздействия.

Следует различать системы статические и астатические по отношению к возмущающему и управляющему воздействиям. В системах статических по отношению к возмущающим воздействиям, не одинаковых по постоянной величине, возмущающим воздействиям соответствует различное значение управляемой переменной. В астатических системах по отношению к возмущающим воздействиям значение управляемой переменной остается постоянным и равным заданному.

В системах, статических по отношению к управляющим воздействиям, постоянным значениям этого воздействия соответствует постоянная погрешность системы, величина которой зависит от величины управляющего воздействия.

В астатических системах по отношению к управляющему воздействию после окончания переходного процесса погрешность равна нулю.

5.4. Понятия "управляемость" и "наблюдаемость" САУ

При получении передаточной функции сложной системы по передаточным функциям ее подсистем (элементов) возможно сокращение полюсов (нулей), оказывающих существенное влияние на динамику системы. Пренебрежение этим сокращением при расчете систем управления, как показывает опыт, может привести к ошибочным результатам.