Рассмотрим структурную схему САУ
Пусть передаточная функция объекта по управляющему воздействию
Пусть передаточная функция объекта по возмущению
Пусть передаточная функция регулятора
Тогда
Обозначим общий коэффициент усиления
Тогда
.
Запишем управляющее воздействие
При
- т.е. это постоянное воздействие
При
- это линейное воздействие, т.е. воздействие, изменяющееся с постоянной скоростью, «линейка».
При
- это парабола, воздействие, изменяющееся с постоянным ускорением, «парабола».
Для устойчивой системы можно вывести зависимость ошибки на установившемся режиме от структуры системы (есть или нет в структуре интегрирующие звенья и сколько их) и порядка полинома управляющего и возмущающего воздействий.
Результаты сведем в таблицу.
Зависимость установившейся ошибки
по управляющему воздействию
Таблица 1
1.
2.
3.
4.
Системы, у которых - это астатические системы
порядка.
В статических системах .
Рассмотрим примеры.
Статическая система.
1.
. Это
- случай.
2.
- это 2- случай.
Астатическая система 1-го порядка.
1. ,
.
. Это 1-случай.
.
2.
Это 3 случай.
3.
Это 2 случай.
Таким образом, для повышения точности систем на установившемся режиме по управляющему воздействию надо увеличивать порядок астатизма и коэффициент усиления К. Но эти меры могут привести к нарушению устойчивости, для восстановления которой надо вводить дополнительные корректирующие устройства.
Ошибка системы на установившемся режиме
по возмущающему воздействию.
Возмущающие воздействия описываются также, как и управляющие воздействия:
Ошибки системы по возмущающему воздействию зависят от количества интегрирующих звеньев в регуляторе и порядка полинома воздействия.
При этом приведенные в таблице ниже соотношения определяют установившееся значение выходной величины .
Таблица 2
1. ,
2. ,
3. ,
4. ,
Системы, имеющие регулятор с астатизмом 1-го порядка при постоянном возмущении (
- это 1-ый случай) имеют установившееся значение
При линейно- возрастающем возмущающем воздействии (
это 3-ий случай)
изменяется на тем меньшую величину, чем больше К.
Пример. Определить ошибку в установившемся режиме для системы
1)
2)
3)
Проверим устойчивость системы.
Характеристическое уравнение
По критерию устойчивости Гурвица
и САУ устойчива.
1 случай
Это 2 случай из таблицы 1.
2 случай
Это 3 случай из таблицы 1.
(К=2)
3 случай
Это 1=ый случайиз таблицы 1.
Лекция 11
Повышение точности САУ
Рассматривая задачу точности САУ на установившемся режиме, мы видели, что ступенчатое воздействие отрабатывает без ошибки астатическая система с порядком астатизма Статическая система в этом случае имеет постоянную ошибку
Для того, чтобы система отрабатывала без ошибки линейно возрастающее управляющее воздействие, нужно, чтобы она обладала астатизмом второго порядка,
и т.д.
Как же повысить точность САУ?
К основным методам повышения точности САУ относятся: