Системы автоматической стабилизации того или иного технологического параметра. Системы автоматического регулирования с запаздыванием, страница 21

Недостатком тахогенератора постоянного тока являются сравнительно высокий момент трения, возникающий ввиду  давления щеток на коллектор, и обычные для коллекторных машин высокочастотные помехи, появляющиеся при работе тахогенератора. Переходное сопротивление между щетками и коллектором является причиной излома зависимости выходного напряжения от скорости (рис. 35).

Автоколебания возможны как в системах с параллельный коррекцией, так и в системах с последовательной коррекцией, причем механизм возникновения их в обоих случаях одинаков и связан с выбором значений параметров корректирующего устройства только

Рис. 37. Структурные схемы САР с обратными связями, охватывающими насыщаемые элементы.

Рис. 38. Структурные схемы САР второй группы на основании линейных соображений, без учета, например, насыщения в прямом канале.

Механизм возникновения нелинейных колебаний и системах с последовательной коррекцией, связанный с насыщением, сводится к тому, что при больших внешних воздействиях контур системы становится как бы разомкнутым, т.е. сигнал коррекции не способен "справиться" с сигналом по главному контуру и в системе возникают колебания, соответствующие отсутствию коррекции. При этом если на систему не подавать больших внешних возмущении, то она устойчива. Однако после резкого возмущения система входит в режим автоколебаний, прекратить который можно только ее выключением.

Рис.39. Зависимость выходного напряжения тахогенератора от скорости.

Это типичный случай неустойчивости системы "в большом".  Происходит он обычно в тех случаях, когда малую величину коэффициента передачи корректирующего устройства компенсируют увеличением коэффициента преобразователя, чтобы для передаточной функции разомкнутой системы (рис. 40) в рабочем диапазоне частот выполнялось условие:

;

.

Рис. 40. Структурная схема системы автоматического регулирования с нелинейным преобразомтелем

При этом не учитывается, что из-за влияния насыщения по основному каналу предельная амплитуда колебаний на частоте  (рис. 41) по главному контуру остается неизменной, а предельная амплитуда коррекции на этой же частоте уменьшается пропорционально уменьшению . Чрезмерное уменьшение  без учета этого явления может привести к тому, что на частоте собственных

Рис. 41. Амплитудно-фазовая характеристика колебаний внешнего контура система окажется без коррекция, несмотря на то, что все линейные соотношения при этом будут выдержаны.

Формально это явление можно пояснить следующим образом. В результате насыщения основного канала САР коэффициент усиления преобразователя  уменьшается, при этом амплитудно-фазовая характеристика системы (рис. 42) как бы "сжимается" к началу координат. Если степень насыщения будет такова, что коэффициент усиления системы уменьшится в  раз, то АФХ разомкнутой системы охватит критическую точку  и система станет неустойчивой. Поэтому в реальных системах необходимо проверять, удовлетворяют ли выбранные по линейным соображениям параметры корректирующего устройства условию отсутствия нелинейных колебаний из-за насыщения в системе.

Таким образом, на этом этапе выполнения курсовой работы следует, во-первых, выявить и учесть все возможные нелинейности, появляющиеся в системе при заданном режиме работы системы. При этом необходимо все реальные нелинейности свести к типовым, а систему представить в виде двух частей: линейной и нелинейной. Это позволит применить для исследования системы известные методы [1-3,6].

Во-вторых, среди методов исследования свободных и вынужденных движений нелинейных САР необходимо выбрать такой, который позволит наиболее просто и с достаточной для практики точностью изучить влияние параметров на колебания системы.

В третьих, необходимо рассчитать параметры автоколебаний (если таковые в системе имеются) и исследовать влияние на них коэффициента линейной части.

Рассмотрим пример исследования свободного движения системы автоматического регулирования скорости вращения измельчительного агрегата в режиме больших рассогласований, причиной которых может быть нестабильная работа системы загрузки шихты в измельчительный агрегат.