Учебное пособие: Системы автоматического управления

Структура модели ЖСЗ с обратной связью по скорости с фиксированным коэффициентом передачи и единичной обратной связью по положению изображена на рисунке 5. На рисунке 6. представлен график переходной характеристики системы при задающем ступенчатом воздействии в 30º.

Из переходной характеристики видно, что система, охваченная двумя обратными связями, приобретает устойчивость с приемлемыми параметрами регулирования: перерегулирование составляет примерно 3,3 %, а время регулирования – около 17 с. Установившееся значение выходного угла соответствует заданному.

Общее выражение передаточной функции структуры на рисунке 5 имеет вид:

.

Определим величину коэффициента обратной связи по скорости при заданных коэффициентах демпфирования . Очевидно что:

.

Тогда:

Для возможности изменения коэффициента демпфирования в линию местной обратной связи вводится регулятор с изменяемым коэффициентом передачи K и тогда структура модели приобретает вид, изображенный на рисунке 7.

4. Оценка влияния изменения коэффициента обратной связи по скорости на переходную характеристику системы

Построим переходные характеристики для двух значений k 1 , определенных в п.п. 3. Графики этих кривых представлены на рисунках 8 и 9.

Как видно из рисунков 8 и 9 увеличение коэффициента передачи сигнала обратной связи по скорости приводит к уменьшению перерегулирования и увеличению времени регулирования системы.

5. Определение коэффициентов обратных связей САУ при известном времени окончания переходного процесса

Если задано время переходного процесса в системе: 0,3 с, при отсутствии задающего воздействия, то можно определить коэффициенты обратных связей САУ из соображений:

где k 1, k 2 – коэффициенты обратных связей по скорости и положению соответственно; t _р – время регулирования; λ₁ – один из корней характеристического уравнения системы.

Если принять второй корень характеристического уравнения равным: , то получим:

На рисунке 10 приведена структура САУ, удовлетворяющей заданным условиям, а на рисунке 11 – ее переходная характеристика. В модели САР множитель J выделен в отдельный блок.

6. Система с чистым запаздыванием. Оценка динамических свойств системы с различными временами задержки

Структура модели ЖСЗ со звеном запаздывания изображена на рисунке 12.