Методы повышения запаса устойчивости.

Повышение запаса устойчивости или демпфированиесводится в конечном счете к рациональному перераспределению полюсов и нулей ПФ замкнутой системы для задающего или возмущающего воздействия.

ПФ замкнутой САУ однозначно связана с ПФ разомкнутой системы W(s), поэтому поставленную задачу можно сформулировать как рациональное перераспределение полюсов и нулей ПФ разомкнутой системы.

Данная задача решается с помощью корректирующих устройств различного типа.

Деформация АФХ может производится тремя основными способами:

1) демпфирование с подавлением высоких частот

2) демпфирование с поднятием высоких частот

3) демпфирование с подавлением средних частот

· Демпфирование с подавлением высоких частот

 

 

В результате ЛАЧХ деформируется и ω_ср уменьшается. Наклон ЛАЧХ на ω = ω_ср равен -20 дб/дек. Поэтому фаза не превышает -180º (Немного больше -90º). (Можно было бы ввести интегратор)

Недостаток: уменьшается быстродействие, поэтому на практике этот способ используется только для небыстродействующих САУ.

Достоинство: САУ практически не подвержена действию высокочастотных помех.

 

Примечание. Для астатических систем желаемый запас по фазе можно получить введением КЗ

.

Но этот метод больше относится к средним частотам.

 

· Демпфирование с поднятием высоких частот

Этот способ связан с введением в прямой канал дифференцирующих звеньев, в частности

Результирующая ПФ равна Т_дs + 1.

При этом появится положительны фазовый сдвиг arctg ωТ_д, который в области высоких частот равен 90º.

 

При этом увеличивается полоса пропускания. Можно ввести еще одно дифференцирующее звено с Т_д = Т_г. тогда L(ω) выпрямится и пройдет на ω_ср под наклоном -20 дб/дек.

 

 

Реально в канал вводятся звенья с ПФ

.

Если коэффициент К<<1, то вводят дополнительно компенсирующий усилитель (чтобы сохранить точность).

Недостаток: влияние высокочастотных помех.

Достоинство: высокое быстродействие.

 

· Демпфирование с подавлением средних частот

Подавление осуществляется включением в цепь управления последовательного интегро-дифференцирующего звена, которое подавляет только средние частоты. Вместо этого звена можно ввести эквивалентную о.о.с.

Это наиболее компромиссный вариант – сохраняется достаточное быстродействие при требуемом запасе устойчивости. Поэтому этот способ самый распространенный (см. КР).