Расчет настроек в комбинированных АСР

Одноконтурная АСР обладает предельным значением качества процесса. Повышение качества регулирования возможно за счет усложнения структуры АСР.

Одной из наиболее эффективных схем является система с компенсацией возмущения, так называемая комбинированная АСР (рис.1). Такая АСР позволяет повысить качество регулирования относительно известного основного возмущающего воздействия.

Для реализации комбинированной АСР необходимо определит передаточную функцию компенсирующего элемента .

Составим систему уравнений, описывающих данную АСР, используя понятие передаточной функции и правила структурных преобразований.

 

 

Исключим переменную . Тогда

 

 

После преобразований получим следующее выражение для регулирующей величины .

 

Для того, чтобы регулируемая величина не зависела от возмущающего воздействия необходимо чтобы второй член уравнения был равен нулю. Это выполняется, если числитель равен нулю.

 

Из этого соотношения находим передаточную функцию компенсатора.

 

При таком компенсаторе система инвариантна по отношению к возмущению .

Это условие называют условием абсолютной инвариантности регулируемой величины относительно данного возмущающего воздействия.

Так как компенсатор не входит в замкнутый контур передачи сигнала, то устойчивость системы не зависит от его свойств. Расчет параметров настройки регулятора осуществляется как для обычной одноконтурной АСР.

Выполнение условий абсолютной инвариантности для реальных систем не всегда практически возможно. При определенных свойствах объекта по каналам возмущения и управления может оказаться, что полная компенсация возмущения физически не реализуема. Так, если запаздывание объекта по каналу управления больше, чем по каналу возмущения , то регулирующее воздействие должно опережать на время возмущающее воздействие, что практически невозможно. Для первого приближения применяют простейший компенсатор в виде пропорционального звена с коэффициентом усиления .

Таким образом, расчет комбинированной АСР включает следующие этапы:

1 Расчет настроек регулятора в одноконтурной АСР.

2 Вывод передаточной функции идеального компенсатора из условий абсолютной инвариантности и анализ его физической реализуемости.

3 Выбор реального компенсатора и определение его параметров из условий приближенной инвариантности.