Иногда несколько частных задач могут быть решены совместно, в других случаях они оказываются противоречивыми. В зависимости от назначения системы и предъявляемых к ней требований одни задачи становятся основными, а другие отодвигаются на второй план или снимаются.

Всякая система автоматического регулирования должна быть устойчивой. Однако запас устойчивости в системе стабилизации (с постоянным или редко изменяемым задающим воздействием) может быть значительно меньше, чем в следящей системе (с непрерывно или часто изменяющимся задающим воздействием). Если параметры регулируемого объекта определены приближенно или могут изменяться в процессе эксплуатации системы, то необходим больший запас устойчивости, чем при точно установленных и неизменных параметрах.

В системах стабилизации обеспечивается максимально возможное или хотя бы необходимое уменьшение влияния возмущений. В следящих системах, кроме того, обеспечивается максимально возможное или необходимое быстродействие и уменьшение как статических, так и динамических ошибок воспроизведения задающего воздействия.

Требования в отношении быстродействия должны соответствовать мощности исполнительного элемента регулятора. Использование элементов для нужных преобразований сигнала управления не должно приводить к существенному повышению уровня помех, присутствующих в задающем воздействии. ( Когда устойчивость и необходимое качество не могут быть достигнуты простым изменением параметров системы (коэффициентов передачи, постоянных времени отдельных звеньев), тогда эта задача решается введением в систему дополнительных устройств, называемых корректирующими.

§ 5.2. Корректирующие устройства

Корректирующее устройство включают в систему автоматического регулирования по-разному. Возможно последовательное включение корректирующего устройства в прямую цепь системы (рис. 5.1, а), в этом случае оно называется последовательным корректирующим устройством. Его передаточная функция на рис. 5.1, а обозначена х.

Последовательное корректирующее устройство включают непосредственно после датчика рассогласования или же нос-

ле предварительного усилителя. Второй вариант включения используют чаще. Дело в том, что уровень сигнала рассогласования обычно весьма мал и корректирующее устройство снижает чаще всего уровень сигнала, поэтому при первом варианте включения последовательного корректирующего устройства потребуется иметь предварительный усилитель значительно более высокой чувствительности, чем при втором варианте.

Применение последовательных корректирующих устройств наиболее удобно в системах, у которых сигнал управления представляет собой напряжение постоянного тока. В этих случаях корректирующее устройство выполняют обычно из пассивных электрических четырехполюсников, обеспечивающих разнообразное преобразование сигнала. Еще большие возможности дают активные электрические четырехполюсники постоянного тока.

В системах, у которых сигналом управления является модулированное напряжение переменного тока, последовательные корректирующие устройства менее удобны по той причине, что электрические четырехполюсники переменного тока имеют существенные недостатки (см. § 5.3) и применяются редко, для использования же пассивных четырехполюсников постоянного тока оказываются необходимыми дополнительные элементы (рис. 5.2). Модулированный сигнал переменного тока сначала выпрямляется фазочувствительным демодулятором ФД и затем фильтром Ф от-фильтр овываются высшие гармоники. Только после этого осуществляется соответствующее преобразование сигнала четырехполюсн и к о м постоянного тока. Преобразованный сигнал постоянного тока вновь превращается модулятором М. в модулированный сигнал переменного тока, если это необходимо для действия последующих элементов системы.

Параллельно-встр е ч- ~Фд ф -*.lv/7r I-*-ное корректирующее - - -

устройство показано на

рис. 5.1,6. В данном Рис. 5.2

случае корректирующее устройство является обратной связью, чаще всего отрицательной, которая охватывает один из элементов прямой цепи системы. Этим элементом обычно является исполнительный элемент или выходной каскад усилителя (усилитель мощности). Такое корректирующее устройство называют параллельным. Его передаточную функцию будем обозначать Wui-

Передаточная функция участка цепи с параллельным корректирующим устройством

. W2 = Wl + WW). (5.1)

Обычно в достаточно широком и существенном для качества системы диапазоне частот справедливо неравенство

\W,(j)WiJ(\i- (5.2)

Тогда в этом диапазоне частот

W2{jcii)fl/W(ja). (5.3)

Таким образом, при удовлетворении неравенства (5.2) свойства участка цепи с параллельным корректирующим устройством определяются только лишь свойствами этого корректирующего устройства.

Указанное обстоятельство является большим достоинством параллельного корректирующего устройства. При удовлетворении неравенства (5.2) свойства участка прямой цепи, охваченного параллельным корректирующим устройством, и их изменения в процессе действия системы ре влияют на ее свойства. Несущественные нелинейности этого участка и изменения его параметров (коэффициентов передаточной функции W) не сказываются на динамических свойствах системы. Это справедливо только при неизменных параметрах самого параллельного корректирующего устройства.

Достоинство данного корректирующего устройства также в том, что его вход подключен к выходу исполнительного элемента или усилителя мощности, т. е. к выходу мощного элемента с высоким уровнем сигнала. Поэтому в качестве параллельных корректирующих устройств могут быть использованы даже достаточно мощные элементы. Но широко используют