Регуляторы с прямой связью

На рис. 4.1,а показана одноконтурная система управления с обратной связью. Если возмущающее воздействие у(к) может быть измерено, то можно использовать регулятор с прямой связью, показанный на рис. 4.1,6, в сочетании с обратными связями для тех [c.75]

В разд. 8.2 было описано, как можно сформировать постоянные внешние возмущения с помощью начальных условий в расширенных моделях состояния. Для того чтобы управлять постоянными возмущениями, вектор управляющих переменных и (к), определяемых уравнением (8.2-12), должен формироваться из вектора состояния Е (к) в регуляторе состояния и из векторов состояния 7(к) — (к) в пропорциональном регуляторе с прямой связью. Однако, поскольку в этом случае эти переменные состояния не могут быть измерены, их следует восстановить с помощью наблюдателя. В дальнейшем, как и в предыдущем разделе, будем считать, что входные и (к) и выходные переменные у (к) измеряются точно. Расширенный вектор состояния х (к) полной системы, описываемый уравнениями (8.2-14) и (8.2-15) с учетом введенных в (8.2-13) обозначений, содержит все переменные состояния объекта и моделей возмущений. Уравнением наблюдателя для такого вектора состояния будет [c.165]

В отличие от систем управления с прямой связью системы управления с обратной связью позволяют не только уменьшить влияние внешних возмущений на выходную переменную, но и снизить влияние изменения параметров объекта на качество управления по регулируемой координате. Для иллюстрации этого хорошо известного свойства [10.1] рассмотрим регулятор с прямой связью и регулятор с обратной связью, изображенные на рис. 6.1 и 6.2 соответственно. Далее будем использовать следующие обозначения Ор (г) — передаточная функция объекта управления, Оц(г) — передаточная функция регулятора с обратной связью, Оа (г) — передаточная функция регулятора с прямой связью. Обе системы синтезированы для номинального вектора параметров объекта Вд, так что при одном и том же сигнале управления у(к) выходные сигналы у (к) в обеих системах будут идентичны. Предположим, что объект Ор(г) является асимптотически устойчивым, в результате чего после затухания свободных движений в системах перед подачей сигнала управления оба объекта находятся в одинаковом установившемся состоянии. Передаточная функция замкнутой системы с обратной связью в номинальной рабочей точке определяется соотношением [c.199]

Передаточная функция регулятора с прямой связью, обеспечивающего то же, что и в случае регулятора с обратной связью, поведение системы относительно переменных вход/выход, равна [c.199]

В работе [10.8] на стр. 132 было показано, что уравнение (10.1-6) при подстановке К (г) вместо Н (г) определяет параметрическую чувствительность выходной переменной у(к)=с х(к) разомкнутой системы с регулятором состояния. Оптимальные регуляторы состояния для непрерывных сигналов всегда характеризовались меньшей по сравнению с регуляторами с прямой связью параметрической чувствительностью во всем диапазоне частот ([10.2] [8.4], стр. 314 [10.8], стр. 126). Регуляторы состояния с наблюдателями и дискретные регуляторы состояния этому правилу не подчиняются ([8.4], стр. 419, 520). [c.201]

Регуляторы с прямой связью [c.298]

Если воздействующее на объект внешнее возмущение V можно измерить, прежде чем оно проявится в изменении регулируемой переменной у, то качество управления по отношению к этому возмущению часто может быть улучшено благодаря использованию регуляторов с прямой связью, как показано на рис. 17.0.1. Здесь одновременно с изменением возмущающего воздействия V происходит изменение управляющего сигнала объекта с помощью регулятора Оз, что позволяет не дожидаться, пока, как в системах управления с обратной связью, это возмущение повлияет на регулируемую переменную у. Однако существенного улучшения качества управления можно добиться только в том случае, когда динамика объекта Ори не [c.298]

Поскольку для линейных объектов цепь регулятора с прямой связью не влияет на устойчивость и параметры основного контура управления, такой регулятор может быть введен в систему после того, как настроен регулятор с обратной связью. В данной главе будут рассмотрены следующие методы синтеза регуляторов с прямой связью. [c.298]

КОМПЕНСАЦИОННЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ С ПРЯМОЙ СВЯЗЬЮ [c.299]

При использовании идеального регулятора с прямой связью выполняется соотношение [c.299]

Таким образом, влияние возмуш,ения на объект может быть полностью нейтрализовано регулятором с прямой связью [17.1]. Однако этот регулятор будет более простым, если для фильтра возмущ,ения выполняется условие С (г ) = А (2 1). В этом случае [c.299]

Если такой регулятор с прямой связью оказывается реализуемым и устойчивым, то влияние возмущения V (к) на выходную переменную полностью скомпенсировано. Одно из условий реализуемости уравнения (17.1-2) состоит в том, что если присутствует [c.299]

Пример 17.1.1. Для иллюстрации рассмотрим применение регуляторов с прямой связью для тестовых объектов I, II и III с различными передаточными функциями по управляющим сигналам и одинаковыми передаточными функциями по возмущению (см. табл. 17.1.1, 17.1.2 и приложение). [c.300]

Гл. 17. Регуляторы с прямой связью 301 [c.301]

Регулятор для этого объекта имеет действительный полюс в точке z= 1,695, поскольку нуль передаточной функции Gpu (z) находится вне единичной окружности. Это значит, что регулятор с прямой связью оказывается неустойчивым. Таким образом, идеальная компенсация оказывается невозможной. Объект III (третий порядок с запаздыванием) [c.301]

Регулятор с прямой связью для объекта III, определяемый уравнением (17.1-2), оказывается нереализуемым из-за присутствия запаздывания d 5 0. Если исключить запаздывание d в уравнении (16.1-2), что будет означать сокращение только множителя В/А без запаздывания, то передаточная функция регулятора с прямой связью будет иметь вид [c.301]

МОЖНО, как и в гл. 6, ввести в передаточную функцию регулятора с прямой связью дополнительный множитель 0 (г) [c.302]

ПАРАМЕТРИЧЕСКИ ОПТИМИЗИРУЕМЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ С ПРЯМОЙ СВЯЗЬЮ [c.302]

При синтезе параметрически оптимизируемых регуляторов с прямой связью предполагается, что их структура (реализуемая) фиксирована, как и при синтезе параметрически оптимизируемых регуляторов, т. е. структура и порядок алгоритма регулятора с прямой связью заданы, а свободные параметры определяются в процессе параметрической оптимизации [17.1. Будем считать, что структура передаточной функции такого регулятора имеет вид [c.302]

Параметрически оптимизируемые регуляторы с прямой связью без заданного начального значения управляющей переменной [c.302]

Неизвестные параметры алгоритма регулятора с прямой связью [c.302]

Во многих случаях удается получить удовлетворительное качество подавления возмущения для / 2. Поскольку коэффициент передачи регулятора с прямой связью определяется соотношением [c.303]

Ниже будут рассмотрены примеры использования параметрически оптимизируемых регуляторов с прямой связью первого порядка (/=1) с заданным начальным значением управляющей переменной для объектов И и П1 при ступенчатом изменении возмущения v(k). [c.305]

Объект III. На рис. 17.2.3 показана зависимость V от и (1) для различных значений и (0). Минимум для больших и (0) оказывается относительно плоским. Из рис. 17.2.4 видно, что регулятор с прямой связью улучшает процесс для к 2. [c.305]

РЕГУЛЯТОРЫ С ПРЯМОЙ связью для ПЕРЕМЕННЫХ СОСТОЯНИЯ [c.306]

Если переменные состояния х(к) непосредственно измеряются, то отклонения переменных состояния х (к) будут учтены при формировании сигнала управления с помощью регулятора состояния (8.1-33) и (к) = — Кх (к) с запаздыванием на один такт, так что при использовании регулятора состояния дополнительной цепи прямой связи не требуется. При косвенном измерении переменных состояния измеряемые возмущения V (к) могут быть добавлены к наблюдателю. Для наблюдателей рис. 8.7.1 или рис. 8.7.2 алгоритм регулятора с прямой связью имеет вид [c.306]

РЕГУЛЯТОРЫ С ПРЯМОЙ СВЯЗЬЮ с МИНИМАЛЬНОЙ ДИСПЕРСИЕЙ [c.306]

По аналогии с соответствующими регуляторами с обратной связью регуляторы с прямой связью, обеспечивающие минимальную дисперсию выходной переменной у (к), могут быть синтезированы для измеряемых стохастических возмуш,ений V (к). Здесь, как и при определении регуляторов с минимальной дисперсией в гл. 14 для объектов без запаздывания, минимизируется квадратичная функция стоимости [c.306]

Заметим, что управляющая переменная и (к) может воздействовать только на выходную переменную у (к+1), так как Ьо=0. Вывод уравнений регулятора с прямой связью выполняется так же, как и для обычных регуляторов с минимальной дисперсией [см. уравнения [c.306]

Единственное отличие состоит в том, что у(к) измеряется, и в результате вместо уравнения регулятора с обратной связью и(г)/у(2)=.. . нас интересует прежде всего уравнение регулятора с прямой связью и(г)/у(2)=.. . . [c.307]

В этом случае вместо 2у (г) вводится выражение (14.1-5), в результате чего получим передаточную функцию регулятора с прямой связью с минимальной дисперсией [c.307]

Последнее выражение означает, что наличие регулятора с прямой связью приводит к формированию на выходе объекта сигнала белого шума у(г)= -у(2) с дисперсией Для объектов с запаздыванием для вывода уравнений регулятора с прямой связью с минимальной дисперсией можно использовать уравнения (14.2-2) — (14.2-9). При этом в уравнение (14.2-9) необходимо только подставить уравнение (14.2-4), чтобы получить передаточную функцию обобщенного регулятора с прямой связью [c.308]

Таким образом, как и в случае регуляторов с минимальной дисперсией при наличии обратной связи, получаем объект порядка с1 со скользящим средним (14.2-19). При увеличении времени запаздывания дисперсия выходной координаты резко возрастает, как и в уравнении (14.2-20). Регулятор с прямой связью с передаточной функцией впервые был предложен в работе [25.9]. [c.308]

Для построения статистически эквивалентных адаптивных регуляторов с прямой связью (рис. 25.7.1) могут быть использованы те же принципы, что и для адаптивных регуляторов с обратными связями. [c.429]

Регулятор с прямой связью имеет передаточную функцию [c.430]

При проектировании систем управления всегда следует стремиться, насколько это возможно, уменьшить влияние измеряемых возмущений с помощью регуляторов с прямой связью, оставляя на долю регуляторов с обратной связью отработку не полностью нейтрализованных возмущений и неизме-ряемых возмущений, приложенных к регулируемой переменной. [c.298]

Если элемент 0 можно реализовать так, что передаточная функция по возмущению Ор - точно совпадает с ОзОри, то любое изменение (детерминированное или стохастическое) возмущающей переменной V не будет вызывать изменения регулируемой переменной у. Это соответствует применению идеального регулятора с прямой связью. Вопросы его реализуемости и построения других регуляторов сокращающего типа с прямой рассмотрены в разд. 17.1. В разд. 17.2 описаны системы управления с параметрически оптимизируемыми регуляторами с прямой связью, в которых структура такого регулятора задана заранее и которые применимы для широкого класса объектов. При этом сразу же ограничим задачу использованием неидеальных регуляторов с прямой связью. Системы управления с параметрически оптимизируемыми регуляторами с прямой связью можно проектировать как для детерминирован- [c.298]

Для получения устойчивого регулятора с прямой связью корни 2] знаменателя Р (г) передаточной функции (17.1-2) должны удовлетворять условию 12] < 1, т. е. нули полиномов В (г) и С (г) должны лежать внутри единичной окружности на плоскости г. Следовательно, идеальная компенсация возмущений невозможна для объектов с запаздыванием и прямой передачей сигналов, а также для объектов, нули передаточных функций которых по управляющей или возмущающей переменным расположены вне или на окружности единичного радиуса на плоскости г (неминимально-фазовые объекты). [c.300]

Объект II. На рис. 17.2.1 показана зависимость V от и (1), а на рис. 17.2.2 соответствующие переходные процессы по управляющей и регулируемой переменным для U (0) = 1,5. Из-за наличия в объекте неминимально-фазовой характеристики начальное отклонение у (к) при наличии регулятора с прямой связью оказывается большим, однако для к З отклонение убывает. [c.305]

Рассмотренный выше метод синтеза систем с параметрически оптимизируемыми регуляторами с прямой связью пригоден для устойчивых объектов как минимально-фазовых, так и неминимальнофазовых. Вычислительные затраты при синтезе, однако, оказываются большими по сравнению с компенсационными регуляторами рассматриваемого типа. Тем не менее определение параметров регуляторов с прямой связью первого и второго порядка с помощью минимизации является в общем случае простой задачей для автоматизированного синтеза с помощью ЭВМ. [c.306]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...