Технические разделы

Синтез САУ

Синтез системы - это направленный расчет, целью которого является: построение рациональной структуры системы; нахождение оптимальных величин параметров отдельных звеньев. При множестве возможных решений первоначально необходимо сформулировать технические требования к системе. А при условии накладываемых на САУ определенных ограничений необходимо выбрать критерий оптимизации - статическая и динамическая точность, быстродействие, надежность, затраты энергии, цена и т.д.

При инженерном синтезе ставятся задачи: достижение требуемой точности; обеспечение определенного характера переходных процессов. В этом случае синтез сводится к определению вида и параметров корректирующих средств, которые необходимо добавить к неизменяемой части системы, чтобы обеспечить показатели качества не хуже заданных.

Наибольшее распространение в инженерной практике получил частотный метод синтеза с помощью логарифмических частотных характеристик.

Процесс синтеза системы управления включает в себя следующие операции:

построение располагаемой ЛАЧХ L0(ω) исходной системы W0(ω), состоящей из регулируемого объекта без регулятора и без корректирующего устройства;

построение низкочастотной части желаемой ЛАЧХ на основе предъявляемых требований точности (астатизма);

построение среднечастотного участка желаемой ЛАЧХ, обеспечивающего заданное перерегулирование и время регулирования tп САУ;

согласование низко- со среднечастотным участком желаемой л.а.х. при условии получения наиболее простого корректирующего устройства;

уточнение высокочастотной части желаемой л.а.х. на основе требований к обеспечению необходимого запаса устойчивости;

определение вида и параметров последовательного корректирующего устройства Lку(ω) = Lж(ω) - L0(ω), т.к. Wж(р) = Wку(р)*W0(р);

техническая реализация корректирующих устройств. В случае необходимости проводится перерасчет на эквивалентные параллельное звено или ОС;

поверочный расчет и построение переходного процесса.

Построение желаемой л.а.х. производится по частям.

Низкочастотная часть желаемой л.а.х. формируется из условия обеспечения требуемой точности работы системы управления в установившемся режиме, то есть из условия того, что установившаяся ошибка системы Δ() не должна превышать заданное значение Δ()≤Δз.

Формирование запретной низкочастотной области для желаемой л.а.х. возможно разными способами. Например, при подаче на вход синусоидального сигнала требуется обеспечить следующие допустимые показатели: Δm - максимальная амплитуда ошибки; vm - максимальную скорость слежения; εm - максимальное ускорение слежения. Ранее было показано, что амплитуда ошибки при воспроизведении гармонического сигнала Δm=gm/ W(jωk) , т.е. определяется модулем передаточной функции разомкнутой САУ и амплитудой входного воздействия gm. Для того, чтобы ошибка САУ не превышала Δз, желаемая л.а.х. должна проходить не ниже контрольной точки Ак с координатами: ω=ωк , L(ωк)= 20lg|W(jωk)| =20lg gm/Δm.

Известны соотношения:

(t) = gmsin(ωkt); g'(t) = gm(ωkt); g''(t) = -gmωk2sin(ωkt);m = gmk; εm = gmωk2; gm = vm2/εm; ωk = εm/ vm.

Запретная область, соответствующая системе с астатизмом 1-го порядка и обеспечивающая работу с требуемой погрешностью по амплитуде слежения, скорости и ускорению слежения, представлена на рисунке 1.

Рисунок1. Запретная область желаемой л.а.х.

Добротность по скорости Kν=vm/ Δm, добротность по ускорению Kε=εm/Δm. В том случае, если требуется обеспечить только статическую ошибку регулирования при подаче на вход сигнала g(t)=g0=const, то низко-частотный участок желаемой л.а.х. должен иметь наклон 0 дБ/дек и проходить на уровне 20lgKтр, где Ктр (требуемый коэффициент усиления разомкнутой САУ).

Если требуется обеспечить слежение с заданной точность от задающего воздействия g(t)=νt при ν=const, то установившаяся скоростная ошибка εск( ) =ν/Ктр. Отсюда находится Ктр=ν/εcк и проводится низкочастотная часть желаемой ЛАХ с наклоном -20 дБ/дек через добротность по скорости Кν= Ктр=ν/εcк или точку с координатами: ω=1 c-1, L(1)=20lgkтр дБ. Как было показано ранее, среднечастотный участок желаемой л.а.х. обеспечивает основные показатели качества переходного процесса - перерегулирование σ и время регулирования tп. Среднечастотный участок желаемой л.а.х. должен иметь наклон -20 дБ/дек и пересекать ось частот на частоте среза ωср, которая определяется по номограммам В.В.Солодовникова (рисунок 2). Рекомендуется учитывать порядок астатизма проектируемой системы и выбирать ωср по соответствующей номограмме.

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи по технике и технологиям

Характеристика электронных схем
электронный схемы усилительный каскад Основными задачами электронных схем являются: 1.Определение выходных сигналов схемы и режимов при заданных значениях входных сигналов и параметров схемных компонентов. .Определение работоспособн ...

Типовая микропроцессорная система охраны и сигнализации
Системы охраны и сигнализации на основе микропроцессорного управления в настоящее время являются наиболее распространенным типом охранных устройств автомобилей. Причиной этому служит большая гибкость управления и лёгкая адаптация к внешним ...

© 2021 | www.techexpose.ru