Коррекция с помощью обратной связи

В схеме коррекции с обратной связью (рис. 7-6,а) КУ вводится в систему, охватывая обратной связью часть системы с передаточной функцией . Поскольку отрицательная корректирующая обратная связь уменьшает влияние охваченной частина характеристики системы, то стремятся охватывать обратной связью элементы с наименее стабильными характеристиками (электронные усилители, коллекторные двигатели и т. п.).

Различают коррекцию жесткими и гибкими обратными связями. Жесткая обратная связь (ж.о.с.) действует как в переходных, так и в установившихся режимах, а гибкая обратная связь (г.о.с.) — только в переходных режимам (рис. 7-6,б). Ввиду того, что при отрицательной ж.о.с, статический коэффициент усиления охваченной части системы уменьшается, это приводит к увеличению (см. пример 6-2) ошибок скорректированной системы, что порой нежелательно. Вследствие этого получила на практике большое распространение коррекция с помощью г. о. с. Рассмотрим методику нахождения КУ. Из схемы рис. 7-6,а имеем

Рис. 7-6

Как видим из последнего выражения, оно неудобно для использования ЛАЧХ. Однако, если в некотором диапазоне частот требуется обеспечить

, (7-7)

то это возможно, когда

или (7-8)

Наоборот, если в другом диапазоне частот

или , (7-9)

то

.

Таким образом, действительно, характеристики скорректированной системы могут не зависеть от охваченной части системы, при определенных выше условиях. Из (7-10) получаем возможность найти . Частоты , , при которых , т. е. границы диапазонов частот, в которых выполняется или (7-8), или (7-9), называются сопрягающими при коррекции обратной связью. Удобно воспользоваться таким порядком построения :

1. Строится ЛАЧХ исходной системы .

2. Строится по ТЗ ЛАЧХ скорректированной системы .

3. Находится в соответствии с (7-10), т. е. при условии (7-9) для некоторого диапазона частот [ , ], суммарная ЛАЧХ

4. Намечается, исходя из технических возможностей и нестабильности характеристик, охваченная часть системы и строится для нее .

5. Находится для диапазона частот [ , ]

и достраивается вне этого диапазона таким образом, чтобы выполнялось условие (7-8).

6. По подбирается само КУ. Если оно оказывается нереализуемым, то выбирается другой вариант охваченной части системы.

Пример 7-2. Рассмотрим коррекцию следящей системы (рис. 1-10,б). Структурная схема ее показана на рис. 7-4. Исходная система имеет те же характеристики, что и в примере 7-1; условия ТЗ те же. Тогда, найдя координаты контрольной точки, увеличиваем /коэффициент усиления в исходной системе так, чтобы полученная не заходила в запретную область (рис. 7-7,а). Строим по ТЗ. Очевидно, что в диапазоне частот, . В области средних частот асимптоту с наклоном дб/дек проводим по запретной области с одной стороны и до пересечения с — с другой. Сопрягающую асимптоту проводим по границе запретной области. Тогда получаем сопрягающие частоты при коррекции обратной связью . В этом диапазоне находим . Охватываем тахометрической обратной связью усилитель, ЭМУ и двигатель. Следовательно,

,

где .

Строим и находим в диапазоне частот . Наиболее простое КУ получится, если вне указанного диапазона проходит, как на рис. 7-1,а (пунктир). В этом случае удовлетворяется и условие (7-8).

Таким образом, останавливаемся на этом варианте, тогда

,

что соответствует гибкой обратной связи. Реализация КУ показана на рис. 7-7,б, при этом, ввиду того что , обратная связь осуществляется без усилителя. Сигнал и_к подается с КУ н точки исходной схемы (рис. 1-10,б).

Рис 7-7