Последовательный корректирующий фильтр
В тех случаях, когда исходная система не удовлетворяет всем требованиям технического задания на проектирование, для улучшения ее показателей качества может быть рекомендован один из способов коррекции системы – применение последовательной корректирующего фильтра, в качестве которого в рассматриваемой работе рекомендуется применять однозвенный фильтр (интегро – дифференцирующая цепочка)
(2.102)
Таким образом, в рассматриваемых условиях, когда структура фильтра задана зависимостью (6.1), задача выбора корректирующего фильтра сводится к определению трех параметров kкор, tкор, Tкор. Этот процесс удобно разбить на два этапа:
1. Выбор коэффициента kкор, обеспечивающего требуемую точность системы. Известно, что с увеличением коэффициента усиления системы в разомкнутом состоянии точность замкнутой системы повышается. Следовательно, для рассматриваемого примера коэффициент Kкор должен быть больше единицы и таким, чтобы логарифмическая частотная характеристика (рис. 7) в области низких частот проходила выше запретной зоны по точности.
2. Выбор постоянных времени tкор и Tкор. Представим передаточную функцию (6.1) системы в виде
(2.103)
В зависимости от соотношения постоянных времени tкор и Tкор свойства фильтра существенно различаются:
а) tкор > Tкор – корректирующий фильтр с опережением по фазе (см. рис. 12);
Фильтр с опережением по фазе позволяет (с учетом выполнения требования по точности):
1. увеличить запас устойчивости по фазе;
2. увеличить частоту среза и, следовательно, повысить быстродействие результирующей системы по сравнению с исходной;
3. обеспечить наклон –20 дБ/дек логарифмической частотной характеристики L(ω) в районе частоты среза . Это уменьшает колебательность системы.
Недостаток применения этого фильтра заключается в возможном уменьшении запаса устойчивости по амплитуде.
Рис. 2.34. Корректирующий фильтр с опережением по фазе
б) tкор < Tкор – корректирующий фильтр с запаздыванием по фазе (см. рис. 13).
Рис. 2.35. Корректирующий фильтр с запаздыванием по фазе
Существенное преимущество фильтра с запаздыванием по фазе в том, что он позволяет уменьшить коэффициент усиления в области средних частот и тем самым улучшить свойства устойчивости системы и все показатели качества динамики переходного процесса. В области низких частот при этом коэффициент усиления не изменяется, следовательно, характеристики точности системы в установившемся режиме остаются прежними.
Недостаток применения этого фильтра заключается в уменьшении частоты среза , и, следовательно, в уменьшении полосы пропускания и в результате этого – снижения быстродействия системы (в частности, уменьшения времени tп переходного процесса).
Дата добавления: 2015-07-30; просмотров: 773;