вход Вход Регистрация



По свойствам в установленном режиме САУ подразделяются на статические и астатические.
3.2.1 Статическая САУ.
Это такая САУ, в которой при возмущающей или задающие деянии, которое стремится к постоянной величине, отклонение управляемой величины также стремится к постоянной величине, которая зависит от этого возмущения.
Примером статической системы является система стабилизации выходного напряжения генератора постоянного напряжения (ГПН) с независимым возбуждением. (Рис. 3.1).


Рис. 3.1 САУ напряжением генератора (статическая)

Якорь генератора крутится внешним двигателем ЗД, например, дизельным.
В этой САУ применен принцип управления по отклонению. В номинальном режиме тяговое усилие соленоида Fя, которое пропорционально выходному напряжению генератора, уравновешивается силой растяжения пружины Fпр (Fя = Fпр) при этом скользун потенциометра Rб находится в точке А.
Внешняя характеристика ГПН приведена на рис. 3.2.


Рис. 3.2 Внешняя характеристика ГПН

Напряжение генератора увеличивается при увеличении тока изб в обмотке возбуждения ОС или скорости вращения и наоборот.
В этой САУ: объект управления - генератор, управляемый параметр - выходное напряжение Uг; управляющее действие - ток возбуждения изб. Назначением регулятора является поддержка установленной величины выходного напряжения генератора Uг постоянной (Uг = const) независимо от возмущений. Уровень выходного напряжения генератора устанавливается потенциометром Rз.

 

Главные возмущения в данном случае - изменение тока нагрузки др. и скорости вращения ротора генератора.
Работает такая САУ следующим образом. В номинальном режиме выходное напряжение генератора Uг = Uгном при токе нагрузки др. = инном. При уменьшении тока нагрузки др. увеличивается выходное напряжение генератора согласно рис. 3.2. Соответственно сильнее втягивается якорь Я соленоида С, растягивая сильнее пружину П, что приводит к смещению скользуна потенциометра Rб вверх (сопротивление Rб становится больше). Это уменьшает ток изб в обмотке возбуждения, что приводит к уменьшению выходного напряжения генератора, которая возвращается практически к номинальному значению, но не полностью, а чуть больше (на величину статической погрешности).
И это принципиально для такого статического регулятора. Ведь для того, чтобы поддерживать ток в обмотке возбуждения меньше, чем в номинальном режиме, нужно чтобы сопротивление резистора Rб стал больше. А для этого надо, чтобы якорь соленоида был вовлечен сильнее в нем, что требует увеличенного напряжения генератора.
Аналогично работает такой регулятор и при других возмущениях. Это регулятор прямого действия, так как энергия извне не подводится к нему. Здесь реализуется пропорциональный закон управления Δизб = кΔUг, где ΔUг - отклонение напряжения от номинального значения, к - коэффициент передачи системы. С его увеличением - погрешность уменьшается.
Непрерывный стабилизатор напряжения, схема которого показана на рис. 3.3, есть также статической САУ.

Рис. 3.3 Схема непрерывного стабилизатора напряжения

Управляющим органом является мощный транзистор VT1, который подключен последовательно с нагрузкой Rн. Выходное напряжение стабилизатора Uн через делитель напряжения R3, R4 подается на базу транзистора VT2 и сравнивается с эталонным напряжением Uэт, которая снимается со стабилитрона VD1 параметрического стабилизатора напряжения (R2, VD1) и подается на эмиттер того же транзистора. Тем самым выполняется функция сравнения управляемой величины Uн и эталонной Uэт.
.
Усилитель выполнен на транзисторе VT2. Работает такой стабилизатор следующим образом. При увеличении, например, напряжения Uвх, или уменьшении тока нагрузки др. в первый момент увеличивается напряжение на выходе стабилизатора, а потому и на базе транзистора VT2, что вызывает увеличение тока его коллектора. Это приводит к увеличению падения напряжения на резисторе R1, т.е. к уменьшению напряжения UБЕVT1. Благодаря этому сопротивление перехода коллектор-эмиттер транзистора VT1 увеличивается, падение напряжения на нем также увеличивается и выходное напряжение стабилизатора возвращается практически к предыдущему значению, но не полностью, а становится чуть меньшей UНном (на величину статической погрешности, которая тем меньше, чем больше коэффициент усиления стабилизатора).
Рассмотренный ранее регулятор Ползунова есть также статической САУ.
3.2.2 астатическая САУ.
Это такая система, в которой отклонения управляемой величины в установившемся режиме при любом постоянном значении возмущающего или задающего деяния равна нулю.
Для придания астатизма САУ, рассматриваемой в этом (рис. 3.1), видоизменяя ее, как показано на рис. 3.4, введением интегрирующей звена - маломощного исполняющего двигателя МВД.

Рис. 3.4 САУ напряжением генератора (астатическая)

МВД - это реверсивный двигатель постоянного тока, направление вращения которого зависит от полярности напряжения питания, скорость - от величины этого напряжения, а угол поворота вала - от интеграла скорости:
(3.2)
Работает такая САУ следующим образом. При уменьшении тока нагрузки др. напряжение генератора UГ увеличивается, якорь соленоида С сильнее втягивается в него, поднимая скользун потенциометра R вверх, что вызывает подачу напряжения плюсом на левую кисть МВД, который начинает вращаться против часовой стрелки, увеличивая через редуктор сопротивление резистора Rб. Это уменьшает ток возбуждения изб, что приводит к уменьшению выходного напряжения генератора, которое возвращается через некоторое время до номинального значения и т.д. Статической погрешности здесь быть не может, так как МВД остановится только тогда, когда положение скользуна С и точки В потенциометра R совпадут, при этом ротор МВД может остановиться в любом положении. Закон управления в этом случае будет уже другим:
(3.3)
Таким образом астатические системы при использовании принципа управления по отклонению получаемых введением интеграла от отклонения управляемой величины с алгоритмом управления.

Случайная статья

3.5. Области стойкости и их построения

Как мы видели, для того чтобы система была стойка, необходимо и довольно, чтобы все корни ее характеристического уравнения были бы расположенные в левой половине комплексной плоскости корней...
© 2017
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру