цев Г. Ф. «Техшка», 1971, 204 стр. Изложены вопросы повышения точности комбинированных следящих систем при детерминированных и статистически заданных воздействиях с помощью физически реализуемых компенсационных каналов. Показана возможность существенного уменьшения динамических ошибок в этих системах. Большое внимание уделено решению задачи повышения точности комбинированных систем в переходных режимах. Рассмотрена возможность минимизации средне-квадратической ошибки следящих систем при помехе на входе с помощью связи по входному сигналу. Изложены инженерные методы синтеза компенсационных каналов. Разработаны методы косвенного измерения управляющего и возмущающего воздействий и дан синтез структурных схем следящих систем с регулированием по отклонению и дифференциальными связями, эквивалентных комбинированным системам. Рассчитана на научных работников, инженеров и аспирантов, занимающихся вопросами автоматики, а также может быть использована студентами вузов соответствующих специальностей. Илл. 42, библ. 111.
Введение
Комбинированные следящие системы, т. е; системы, в которых одновременно реализованы принципы регулирования по отклонению и по возмущению (управляющему. воздействию), в последнее время находят широкое применение в технике. Это объясняется тем, что в комбинированных системах нет противоречия между условиями устойчивости и инвариантности и благодаря этому в них возможно достижение высокой точности регулирования. Хотя комбинированные системы автоматического регулирования известны давно, наибольшее применение они получили в последнее десятилетие в связи с новым этапом развития теории инвариантности как системы, отвечающие критерию реализуемости инвариантности — принципу двухканальности акад. Б. Н. Петрова.
Несмотря на значительное число научных работ, посвященных исследованию комбинированных систем автоматического регулирования, многие важные проблемы до настоящего времени остаются еще неразрешенными. В частности, недостаточно исследованы комбинированные следящие системы в установившемся и переходном режимах при учете ограничений, накладываемых условиями физической реализации разомкнутых компенсационных связей, требуют своей разработки инженерные методы синтеза комбинированных систем при детерминированных и статистически заданных внешних воздействиях с учетом условий физической реализации вторых каналов. Мало разработаны вопросы косвенного
измерения управляющего и возмущающих воздействий следящих систем с регулированием по отклонению, методы структурного синтеза этих систем, эквивалентных по своим динамическим свойствам комбинированным следящим системам.
Как известно, эффективным способом повышения динамической точности следящих систем является увеличение порядка их астатизма. В отличие от классического метода — включения интегрирующих звеньев в замкнутый контур регулирования — повышение порядка астатизма достигается с помощью связи по управляющему воздействию. Повышение порядка астатизма возможно не только теоретически за счет идеальных производных от входного сигнала, но и с помощью физически реализуемых корректирующих устройств со свойственными им погрешностями дифференцирования.
Точность системы автоматического регулирования определяется не только ошибкой в динамическом установившемся, но и в переходном режимах. Поэтому представляет интерес условие инвариантности переходной составляющей ошибки, анализ следящих систем с различными принципами регулирования с точки зрения возможности реализации этого условия, а также синтез передаточной функции компенсационного канала и структурной схемы комбинированной следящей системы из новой формы условий инвариантности.
В связи с тем, что компенсационный канал, соответствующий абсолютной инвариантности переходной составляющей ошибки, физически нереализуем, возникает задача разработки методов повышения точности следящих систем в переходных режимах при неполной инвариантности.
Одним из таких методов является метод компенсации слабозатухающих компонент переходной составляющей ошибки с помощью связи по управляющему воздействию. Этот метод позволяет повышать точность систем в переходных режимах вне зависимости от характера изменения vnoaruTfliomern воздействия.
: При исследовании комбинированных следя-; щих систем с помощью логарифмических частотных характеристик для случая, когда управдя-; ющее воздействие изменяется по закону единич» ной ступенчатой функции, используют все многообразие номограмм, графиков и таблиц, предложенных проф. В. В, Солодовниковым для синтеза следящих систем с регулированием по, отклонению.
Большой интерес представляет рассмотрение особенностей комбинированных следящих систем при поступлении на их вход управляющего воздействия с наложенной помехой при учете условий физической реализации компенсационного канала. Поскольку компенсационный канал не влияет на устойчивость замкнутой части системы, то при минимизации среднеквадратической ошибки (СКО) с помощью этого канала не возникает, такой опасности ухудшения переходного процесса, какая имеет место при минимизации СК.О-в системах с регулированием по отклонению. В результате исследования влияния изменения параметров числителя и знаменателя передаточной функции компенсационного канала на минимум СКО раскрываются новые возможности уменьшения СКО следящей системы с помощью физически реализуемого компенсационного канала.
Как отмечалось, комбинированные системы отличаются высокой точностью регулирования. Однако во многих случаях возможность непосредственного измерения управляющего и возмущающих воздействий, а следовательно, и возможность построения комбинированных систем отсутствует. Для получения высокой точности регулирования в этих случаях могут быть использованы системы автоматического регулирования с принципом регулирования по отклонению, второй канал в которых строится на основе косвенного измерения воздействий с помощью дифференциальных связей («вилок») [7, 32, 34, 41, 44, 55, 58, 61, 103].
К настоящему времени вопросы косвенного измерения воздействий наиболее полно решены
Оглавление
Стр. Введение ...................... 3
Глава 1. Проблема повышения точности систем автоматического регулирования ........... 7
1. Сравнительный анализ способов повышения точности систем автоматического регулирования .................. 7
2. Формы условий инвариантности.......18
3. Исследование возможности реализации абсолютной инвариантности в следящих системах 20
Глава 2. Повышение динамической точности комбинированных следящих систем с помощью связи по управляющему воздействию.........27
1. Возможность уменьшения динамической ошибки системы с помощью физически реализуемой связи по управляющему воздействию 27
2. Синтез связи по управляющему воздействию следящей системы из условия повышения порядка астатизма ............ 31
Глава 3. Повышение точности комбинированных следящих систем в переходных режимах с помощью связи по управляющему воздействию.....41
1. Составляющие переходной ошибки системы. Два вида начальных условий........41
2. Определение начальных значений переходной составляющей ошибки 8П (t) и ее производных 44
3. Определение начальных значений компонент переходной составляющей ошибки 8П (t) системы..................55
4. Условие инвариантности переходной составляющей ошибки следящей системы.....61
5. Исследование возможности достижения инвариантности переходной составляющей ошибки в следящих системах"..........63
6. Синтез связи по управляющему воздействию из условия подавления медленнозатухающих компонент переходной составляющей ошибки 72
200
7. Влияние связи по управляющему воздействию, рассчитанной из условия повышения астатизма, на переходный процесс системы .... 83
8. Минимизация квадратичного интегрального критерия качества следящей системы с помощью связи по управляющему воздействию 96
Глава 4. Синтез комбинированных следящих систем методом логарифмических частотных характеристик .....................Ю5
1. Определение передаточной функции системы с регулированием по отклонению, эквивалентной комбинированной системе.......105
2. Порядок синтеза комбинированных следящих систем методом логарифмических частотных характеристик .............. 108
Глава 5. Минимизация среднеквадратической ошибки комбинированных следящих систем с помощью связи по управляющему воздействию.....115
1. Минимизация СКО комбинированной системы при случайном полезном сигнале на входе 115
2. Минимизация СКО комбинированной системы при поступлении на вход полезного сигнала
и помехи.................120
Глава 6. Эквивалентность комбинированных следящих систем и систем с регулированием по отклонению и дифференциальными связями.....130
1. Анализ комбинированной следящей системы и системы с регулированием по отклонению и дифференциальной связью. Эквивалентность систем..................130
2. Расчет и экспериментальное исследование комбинированной следящей системы и системы с регулированием по отклонению и дифференциальной связью.............135
3. Сравнение структурных схем следящих систем с регулированием по отклонению, имеющих дифференциальные связи.......142
4. Различие между системами с регулированием -по отклонению, имеющими положительную обратную связь, и системами с дифференциальной связью.............144
Глава 7. Структурный синтез следящих систем с регулированием по отклонению и дифференциальной связью, эквивалентных комбинированным системам ...................147
1. Синтез систем с дифференциальной связью, эквивалентных комбинированным системам, при инерционном элементе сравнения . . . .147
2. Структурный синтез систем с дифференциальной связью, эквивалентных комбинированным системам, при операторе измерительного элемента, отличном от единицы........161
201
3. Структурный синтез систем с регулированием по отклонению, эквивалентных комбинированным системам, при операторах элемента сравнения и измерительного элемента, отличных от единицы..............165
4. Структурный синтез следящих систем с одной дифференциальной связью, эквивалентных комбинированным системам, имеющим компенсационные связи по управляющему и возмущающим воздействиям . . ..........169
Литература......................193
Цена: 150руб.
