Способы соединения звеньев САУ

При исследовании САУ можно разбить систему на комбинацию динамических звеньев с известными передаточными функциями. Будем считать динамические звенья направленными и независимыми, т.е. такими, сигналы которых проходят от входа к выходу, а подключение последующих звеньев не влияет на характер переходных и установившихся процессов предыдущих звеньев. В САУ существует три способа соединения звеньев: последовательное, параллельное и с обратной связью (ОС).

Рис. 2.19

Последовательное соединение изображено на рис. 2.19. При последовательном соединении звеньев выходной сигнал предыдущего звена является входным сигналом для последующего звена, а результирующая передаточная функция равна произведению передаточных функций отдельных звеньев.

^{W(р)=W1(р)W2(р)*...*Wn(P)=} . (2.27)

При параллельном соединении (рис. 2.20) на вход всех звеньев подается общий сигнал, а на выходе образуется сигнал, являющийся суммой выходных сигналов звеньев.

Рис. 2.20

Результирующая передаточная функция является суммой передаточных функций звеньев.

^{W(р)=W1(р)+W2(р)+...+Wn(P)=} (2.28)

При соединении с ОС выходной сигнал первого звена является входным для второго, причем входной сигнал первого

звена образуется в результате сложения или вычитания входного сигнала и выходного сигнала второго звена.

Рис. 2.21

Передаточная функция системы при соединении с обратной связью рассчитывается по формуле:

W₁(р)

W(р)= (2.29)

1 + W₁(р) W ₂ (р)

где знак минус в (2.29) ставится при положительной обратной связи, а плюс - при отрицательной обратной связи.

Если второе звено в цепи обратной связи отсутствует, то

W₁(р)

W(р)= . (2.30)

1 + W₁(р)

Таким образом, имея структурную схему САУ и зная передаточные функции звеньев, можно найти передаточную функцию САУ и проводить с её помощью исследование САУ на точность, быстродействие и устойчивость.

Вопросы для самопроверки

1.Сравните между собой основные временные и частотные свойства типовых динамических звеньев.

2.. Почему в определении передаточной функции динамической системы начальное состояние (условия) является нулевым?

3. Что такое комплексный коэффициент передачи (ККП) для САР и ее звеньев? Какова связь между ККП и ПФ?

4. Какова связь между амплитудно-частотными характеристиками (АЧХ), фазово-частотными характеристиками (ФЧХ) и ККП?

5. Какова методика определения АЧХ и ФЧХ?

6. Для чего используются асимптотические логарифмические частотные характеристики?

7. Как определяются сопрягающие частоты?

Что такое годограф ККП? Для чего он используется?

Как его построить?

8. В чем состоят преимущества ЛЧХ в сравнении с амплитудно-фазовыми характеристиками (АФХ)?

9. Сформулируйте задачу синтеза корректирующего устройства САР.

ЛЕКЦИЯ 3