Принцип управления по возмущению

Принцип управления по возмущению, или принцип компенсации возмущающих воздействий, состоит в том, что управляющее воздействие в системе вырабатывается в зависимости от результатов измерения возмущения, действующего на объект. Системы, построенные по этому принципу, работают по разомкнутой цепи, то есть не имеют обратной связи.

Такую систему можно получить, если на рисунке 1.4. замкнуть контакты «1-2» (контакты «3-4» разомкнуты). В результате получим функциональную схему, представленную на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 Функциональная схема САУ при управлении

по возмущению.

Пользуясь теми же допущениями, что и выше получим упрощенную зависимость выходной величины U_г от входной U_вх и от возмущающего воздействия I_н.

, (1.21)

где

- коэффициент передачи разомкнутой САУ;

- коэффициент передачи измерителя тока;

- коэффициент передачи шунта;

При нагрузке, равной нулю, уравнение (1.21) будет иметь вид:

, (1.22)

Вычитая (1.21) и (1.22) при неизменном входном воздействии, получим:

, (1.23)

Откуда видно, что если путем подбора Ki добиться , то при изменении возмущающего воздействия I_н выходная величина будет оставаться постоянной, то есть достигается полная компенсация возмущения (выполняется условие абсолютной инвариантности).

В нашем примере рассматривается наиболее простой случай. Система идеализирована, то есть не учитываются некоторые факторы. Однако если учесть инерционности САУ, изменение ее параметров, то подобная компенсация окажется трудно осуществимой. Кроме того, в большинстве случаев замерить возмущающее воздействие весьма затруднительно. В связи с этим принцип управления по возмущению можно применять только в тех случаях, когда известны характеристики объекта и имеется возможность измерить возмущающее воздействие.

Изложенное позволяет выделить ряд достоинств и недостатков САУ с принципом управления по возмущению, а именно:

1.применение принципа управления по возмущению позволяет полностью компенсировать возмущающие воздействия, т. е. в этих системах возможно достижение инвариантности управляемой величины относительно возмущающих воздействий;

2.в них, как в разомкнутых системах, не возникает проблема устойчивости при высоком быстродействии системы.

3.САУ с принципом управления по возмущению присущи следующие недостатки:

а) они устраняют влияние лишь основных возмущающих воздействий, по которым созданы компенсационные каналы; появляется отклонение управляемой величины от требуемого значения с изменением второстепенных возмущающих воздействий, по которым нет компенсационных каналов;

б) появляются отклонения управляемой величины с изменением характеристик объекта и элементов системы в процессе эксплуатации;

в) применение принципа управления по возмущению ограничено объектами, характеристики которых известны.