Типы параллельных и последовательных корректирующих звеньев
Наиболее широко распространены корректирующие звенья в виде RC-цепей. В качестве последовательных корректирующих звеньев используется звено с опережением по фазе (рис.2) звено с отставанием по фазе (рис.4) и интегро-дифференцирующее звено (Рис.6), обеспечивающее опережение по фазе в одном диапазоне частот и отставание – в другом.
Рис.2. Схема звена с опережением по фазе. Характеристики звена с опережением по фазе: ; ; ; ; ; ; Логарифмические АЧХ и ФЧХ изображены на рис.3.
Рис.3. Логарифмические характеристики звена с опережением по фазе. Звено используется для расширения полосы пропускания следящей системы. Максимальный фазовый сдвиг на частоте . Звено с отставанием по фазе (пропорционально-интегрирующее звено): Рис.4. Схема звена с отставанием по фазе Характеристики звена: ; ; ; ; ; Логарифмические характеристики звена приведены на рис.7.5. Звено обеспечивает отрицательный фазовый сдвиг на всех частотах, кроме 0 и . Максимальный фазовый сдвиг равен
на частоте .
Рис.5. Логарифмические характеристики звена с отставанием по фазе Комбинированное (интегро-дифференцирующее) звено:
Рис.6. Схема и логарифмические характеристики комбинированного звена. Передаточная функция звена: , где ; ; ; ; . Рассмотрим влияние жесткой и гибкой обратных связей на параметры охватываемых звеньев. Охватим жесткой обратной связью апериодическое звено (рис.7).
Рис.7. Схема апериодического звена, охваченного жесткой обратной связью. Определим передаточную функцию звена: ; ; . (8) Как следует из (8), характер звена не изменился, но коэффициент усиления уменьшился в раз, и во столько же раз уменьшилась постоянная времени. Такой же эффект имеет место, если последовательно с апериодическим звеном включить звено, обеспечивающее опережение по фазе (рис.8).
Рис.8. Эквивалентная схема с последовательно включенных звеном с опережением по фазе. Здесь . Охватим жесткой обратной связью идеальное интегрирующее звено (рис.9).
Рис.9. Схема идеального интегрирующего звена, охваченного жесткой обратной связью. ; ; , (9) где . Эквивалентная схема с последовательно включенным инерционным дифференцирующим звеном, обеспечивающим расширение полосы и опережение по фазе, приведена на рис.10.
Рис.10. Эквивалентная схема с последовательно включенным инерционным дифференцирующим звеном. Здесь . Эти два примера показывают, что использование жесткой обратной связи приводит к расширению полосы пропускания следящей системы и одновременному снижению коэффициента усиления системы, что является недостатком жесткой обратной связи. При гибкой обратной связи на вход охватываемого звена подается производная входного воздействия. В качестве звеньев в цепях обратной связи используются тахогенераторы, RC – цепи, трансформаторы. Охватим электродвигатель гибкой обратной связью (рис.11). В цепь обратной связи включен тахогенератор (идеальное дифференцирующее звено). Передаточная функция тахогенератора W(jw) = kтг(jw).
Рис.11. Схема электродвигателя, охваченного гибкой обратной связью. Частотная передаточная функция: . Следовательно, при охвате электродвигателя гибкой обратной связью уменьшается коэффициент усиления и электромеханическая постоянная в ( ) раз. Такой же эффект имеет место при охвате инерционного звена жесткой обратной связью. Охватим гибкой обратной связью безынерционное звено (рис.12) В цепи ОС включено инерционное дифференцирующее звено.
Рис.12. Схема безинерционного звена, охваченного обратной связью Определим передаточную функцию: , Такое включение эквивалентно последовательному включению с апериодическим звеном, звена обеспечивающего запаздывание по фазе (рис.13). Здесь
; ;
Рис.13. Эквивалентная схема с последовательно включенным звеном с отставанием по фазе. Включение инерционного дифференцирующего звена последовательно обеспечивает расширение полосы. Включение этого же звена в цепь обратной связи проводит к качественно противоположному эффекту. Охватим безинерционное звено обратной связью, посредством апериодического звена первого порядка (рис.14)
Рис.15. Схема безинерционного звена, охваченного обратной связью ; . Эквивалентная схема с последовательно включенным корректирующим звеном приведена на рис.16. Здесь ; ;
Рис.16. Эквивалентная схема с последовательно включенным корректирующим звеном. Апериодическое звено первого порядка, включенное последовательно обеспечивает сужение полосы и дополнительное запаздывание фазы. Это же звено, включенное в цепь ОС, обеспечивает расширение полосы и положительный сдвиг фазы. ЛИТЕРАТУРА
1. Коновалов. Г.Ф. Радиоавтоматика: Учебник для вузов. – М.: Высш. шк., 2000. 2. Радиоавтоматика: Учеб. пособие для вузов. / Под ред. В.А. Бесекерского. - М.: Высш. шк., 2005. 3. . Первачев С. В Радиоавтоматика: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 2002. 4. Цифровые системы фазовой синхронизации / Под ред. М.И. Жодзишского – М.: Радио, 2000
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (356)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |