Рис. 5.10

где k - передаточный ко-y эффициент разомкнутой системы, называемый в данном случае добротностью системы по скорости (или коэффициентом добротности по скорости), астатической системе отсутствует уста-

Таким образом, в повившаяся ошибка от постоянного задающего воздействия постоянных возмущений.

Как было показано в гл. 4, астатизм достигается введением интегрирующего звена в прямую цепь системы . Для астатизма относительно возмущения интегрирующее звено должно быть введено до точки, в которой приложено возмущение (рис. 5.10).

Влияние интегрирующего звена на динамические свойства системы приведено на рис. 5.11, где сплошными линиями показаны логарифмические частотные характеристики системы с передаточной функцией (5.26). При введении в разомкнутую цепь этой системы интегрирующего звена характеристики принимают положение, показанное пунктиром. Фазочастотная характеристика переместилась вниз на -90°, а амплитудно-частотная характеристика повернулась вокруг точки а по направлению часовой стрелки . В результате запас устойчивости по фазе уменьшился с у = 26° до недопустимо малого значения Yl == 6°. Система остается устойчивой, но переходный процесс будет сильно колебательным. Кроме того, уменьшилась частота среза и переходные процессы будут более продолжительными.

Однако в других ситуациях введение интегрирующего звена может не только не ухудшить, а даже улучшить динамические свойства системы. Пусть, например, постоянные времени системы с передаточной функцией (5.26) имеют следующие значения: Ту = = 0,05 с, Га = 0,0025 с и Гд = 0,001 с. Логарифмические частотные характеристики разомкнутой системы показаны Рис. 5.11 на рис. 5.12 сплошными

-90

-№0°-

¥) 20 OrO

Рис. 5.12

линиями. При введе НИИ интегрирую1дего звена характеристики принимают положение, показанное пунктирными линиями, в данном случае интегрирующее звено уменьшило частоту-Ш среза, но запас устойчивости по фазе увеличился с у - 21° до Yi = 43°. Хотя быстродействие системы уменьшилось, но уменьшилась и колебательность.

Таким образом, при повышении статической точности путем введения интегрирующего звена могут оказаться необходимыми мероприятия по сохранению запасов устойчивости САУ.

Значительно лучшие результаты получают при получении астатизма с помощью изодромного звена, т е. звена с передаточной функцией (s) = k (r s -f l)/s = 1 -f kjs, где Г = = l/fejH - постоянная времени изодрома.

Если постоянная времени Т достаточно велика, то запас устойчивости может быть сохранен неизменным. Уменьшение передаточного коэффициента разомкнутой системы должно быть скомпенсировано увеличением коэффициента усиления усилителя. Следует учитьшать, что при большом значении Т могут увеличиться старшие коэффициенты ошибки.

Астатизм САУ относительно задающего воздействия можно обеспечить более простыми способами- неединичной обратной связью и масштабированием [3].

Структурная схема системы с неединичной обратной связью показана на рис. 5.13, а. В установившемся режиме регулируемая координата связана с постоянным задающим воздействием соотношением

(5.27)

где - передаточный коэффициент прямой цепи системы.

Если выполнить основную обратную связь системы с коэффициентом ko = \ - 1/йп. то г/ = go и система относительно задающего воздействия будет астатической.

Структурная схема системы с масштабированием входной величины показана на рис. 5.13, б. Ее особенность - наличие

а) S) усилительного звена

I с передаточным коэффициентом т на входе. В установившемся рейсиме

y=mgokl(l+k), (5.28)

где k - передаточный коэффициент разомкнутой системы.

При ш = 1 + Ilk получаем у = g система является астатической относительно задающего воздействия.

Недостаток этих способов в том, что астатизм обеспечивается только при сохранении указанных соотношений между передаточными коэффициентами. Неточное определение передаточного коэффициента какого-либо элемента системы и его изменение в процессе эксплуатации ведут к появлению статической ошибки. Астатизм, достигнутый введением интегрирую-ш.его или изодромного звена, сохраняется и при изменении параметров системы. Однако нужно иметь в виду, что введение двух интегрирующих звеньев в систему, состоящую из усилительных, апериодических и колебательных звеньев, сделает ее структурно-неустойчивой. Возможно обеспечение астатизма и более вьгсокого порядка. При этом из-за введения большого числа интегрирующих или изодромных звеньев и мероприятий, обеспечивающих требуемые динамические свойства, структура САУ значительно усложняется.

Компенсация внешнего возденствия (обеспечение инвариантности). Рассмотренные выше способы улучшения статических и динамических свойств системы связаны лишь с изменениями параметров элементов САУ и структуры ее отдельных участков, но при этом не затрагивают принципа действия системы.

Помимо принципа регулирования по отклонению сзлщест-вует принцип регулирования по внешнему воздействию (см. гл. 1). Значительный эффект дает их одновременное использование. В этом случае системы называются комбинированными. Кроме замкнутого контура они имеют дополнительную цепь влияния внешнего воздействия - возмущения или задающего.

Система комбинированного регулирования. Комбинированное регулирование используют в системах для уменьшения влияния сильного возмущения. Это возможно в том случае, если возмущение доступно измерению. При этом в системе со-