КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Обратная связь в системах автоматики
В системах автоматики различают последовательное и параллельное соединения элементов, а также соединение с обратной связью. При последовательном соединении выходной сигнал одного элемента является входным сигналом для последующего элемента. При параллельном соединении один и тот же сигнал является входным для двух элементов, а их выходные сигналы суммируются. Общий коэффициент преобразования двух последовательно соединенных элементов цепи равен произведению коэффициентов преобразования этих элементов: Ко6=К1*K2. Общий коэффициент преобразования двух параллельно соединенных элементов равен сумме коэффициентов преобразования каждого из этих элементов: Ко6= К1+K2. Рис.1.4. Соединение элементов с обратной связью При соединении с обратной связью выходной сигнал одного элемента подается на его вход через элемент обратной связи. На рис.1.4 показано соединение с обратной связью. Кружком, разделенным на четыре сектора, показано устройство, в котором происходит суммирование сигналов. Если сектор зачернен, то поступающий сигнал берется со знаком минус. В зависимости от знака сигнала обратной связи различают положительную и отрицательную обратную связь. На рис.4, а показано соединение с положительной обратной связью, на рис.1.4, б - с отрицательной обратной связью. Элемент 1 включен в прямую цепь, элемент 2 - в обратную. Можно сказать, что элемент 1 охвачен обратной связью. Коэффициент преобразования при соединении с обратной связью: На вход элемента 1 поступает входной сигнал х1 = хвх ± у2, где знак плюс соответствует положительной обратной связи, знак минус - отрицательной. Выходной сигнал элемента 1 равен произведению его входного сигнала на коэффициент преобразования:
y1=K1*x1=K1*xвх ± K1*y2 Этот сигнал поступает на вход элемента 2, включенного в цепь обратной связи. Cледовательно, выходной сигнал элемента 2 можно получить умножив сигнал у1 на коэффициент преобразования элемента 2: у2 = К2*у1. Подставив значение у2 в выражение для у1 т. е y1= K1*xвх ± K1*K2*y1 и преобразовав его, получим y1 ± K1*K2*y1 = K1*xвх, или y1 * (1 ± K1*K2) = K1*xвх. Общий коэффициент преобразования по определению равен отношению выходного сигнала ко входному. В данном случае выходным является сигнал у1 а входным - хвх. Их отношение y1/ хвх =K1(1K1*K2). Теперь в этом выражении знак минус соответствует положительной обратной связи, а знак плюс - отрицательной. Проанализируем выражение для коэффициента преобразования при положительной обратной связи Кпос = K1/(1-K1*K2) Пусть в цепь включен усилитель с коэффициентом усиления 10, т. е. К1 = 10. Малую часть его выходного сигнала (например, 5 %) снова подадим на вход, подключив для этого в цепь обратной связи элемент с коэффициентом преобразования K2 = 0,05: Кпос = 10/(1-10*0,05)=10/0,5=20 Таким образом, благодаря положительной обратной связи получен более высокий коэффициент усиления. Положительная обратная связь чаще всего используется в усилительных элементах автоматики (например в магнитных усилителях и бесконтактных магнитных реле). С помощью положительной обратной связи может быть получена и релейная характеристика. На принципе отрицательной обратной связи основана работа систем автоматического регулирования (САР). Покажем это на примере элемента сравнения ЭС, в котором происходит вычитание выходного сигнала у(t) из входного сигнала g(t) (см. рис.1.1). Именно благодаря отрицательной обратной связи и обеспечивается автоматическое поддержание регулируемой величины на заданном уровне. Ведь благодаря отрицательной обратной связи постоянно определяется отклонение y(t) от g(t) и вырабатывается соответствующее этому отклонению регулирующее воздействие. В САР в цепь обратной связи включен датчик. Усилительные и исполнительные элементы автоматики включены в прямую цепь. Пусть коэффициенты преобразования всех элементов, включенных в прямую цепь, можно учесть, введя общий коэффициент преобразования Кпр, а датчик имеет коэффициент преобразования КД. Тогда в установившемся режиме общий коэффициент преобразования САР
КСАР = Кпр *(1 + Кпр* КД). При достаточно большом усилении можно принять Кпр* КД >> 1 и КСАР ≈ Кпр /(Кпр* КД)=1/ КД. Как видим, коэффициент преобразования САР полностью определяется коэффициентом преобразования датчика. Следовательно, именно от точности датчика зависит точность всей работы САР. Поэтому датчикам в системах автоматики, а также их метрологическим характеристикам, надежности придается особое значение. Наличие же обратной связи имеет важнейшее значение не только в автоматике, но и в биологических, экономических и социальных системах.
Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 5923; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |