Последовательные корректирующие звенья в контуре САУ
Рассмотрим наиболее распространенные из них.
1. Пропорционально-дифференцирующее звено (реальное).
Простейшая система, которая обеспечивает подобную коррекцию, может быть получена путем создания емкости и двух сопротивлений (состоящая из RC – элементов) (рисунок 8.3) .
Рисунок 8.3 Схема пропорционально-дифференцирующего звена (дифференцирующего фазоопережающего RC-контура)
Передаточная функция RC – контура:
(8.1)
где
АФХ дифференцирующей цепи может быть построена по выражению:
(8.2)
При этом выражения для действительной и мнимой части имеют вид:
(8.3)
Если исключить vи полученные уравнения преобразовать к виду то полученное уравнение будет определять полуокружность в 1-ом квадранте с центром на действительной оси, находящимся на расстоянии от начала координат и радиусом (рисунок 8.4).
Рисунок 8.4 АФЧХ дифференцирующего фазоопережающего RC-контура
Идеальному пропорционально-дифференцирующему звену соответствует АФХ (прямая 2) (рисунок 8.4)
Характеристики показывают, что пассивная RC – цепь в диапазоне 0£v£¥ вносит только ограничение по фазе. Характеристика 1 (рисунок 8.4)ближе всего подходит к идеальной в области низких частот.
Максимальное фазовое ограничениеQm будет иметь место, когда вектор ОА займет положение касательной к окружности 1, т.е. при
Логарифмическая частотная характеристика имеет вид ломаной, у которой асимптота в диапазоне частот 1/Т1<v<1/Т2 имеет наклон +20 дБ/дек (рисунок 8.5).
Рисунок 8.5 ЛЧХ дифференцирующего фазоопережающего RC-контура
Как видно из графиков особенностью пассивной дифференцирующей цепи является:
1) уменьшение усиления на низких частотах и повышение чувствительности к помехам на высоких частотах;
2) включение пассивного дифференцирующего звена в прямую цепь системы снижает общий коэффициент усиления (рисунок 8.6).
Рисунок 8.6 Включение пассивного дифференцирующего звена
Рассмотрим пример включения последовательно пропорционально-дифференцирующего звена. Предположим, что передаточная функция нескорректированной системы имеет вид:
. (8.4)
Последовательное включение корректирующего устройства Wк приведет к уменьшению коэффициента усиления. Это уменьшение можно компенсировать увеличив Kу.
В результате происходит увеличение частоты среза vс и g1 не меньше g2 (рисунок 8.7).
Рисунок 8.7 ЛАХ системы при коррекции с помощью пропорционально-дифференцируюшего звена
Таким образом, коррекция с помощью дифференцирующих устройств позволяет без уменьшения запаса устойчивости увеличить частоту среза, а, следовательно, полосу пропускания и быстродействие системы. Одновременно увеличение значения коэффициента усиления уменьшает ошибки в установившемся режиме.
При использовании этого метода коррекции большее увеличение коэффициента усиления на высоких частотах усиливает влияние помех на процесс регулирования. Этот недостаток надо иметь в виду, особенно при большом уровне помех.
Дата добавления: 2015-04-25; просмотров: 2054;